Roadmap Energieopslag Zuid-Nederland

Roadmap Energieopslag Zuid-Nederland een verkenning

Auteurs: Tony Schoen Peter Muizebelt Leendert Verhoef Jolein Schorel

New-Energy-Works BV Hooghiemstraplein 160 3514 AZ Utrecht tel: +31-30-276 9253 fax: +31-30-273 5130 e-mail: [email protected] website: www.new-energy-works.com In opdracht van: LIOF/BOM/IMPULS Zeeland/Syntens Rapportnummer N1122 Datum: 30-1-2012


Samenvatting, aanbevelingen 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 ingezet wordt, 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, IMPULS Zeeland en MKB-intermediair Syntens. Vanuit een breed overzicht van opslagsystemen komen we tot een selectie van drie focusgebieden waarvan verwacht mag worden dat deze goede kansen bieden voor de ontwikkeling van bedrijvigheid in Zuid-Nederland binnen een termijn van 5 tot 10 jaar. Deze selectie van focusgebieden 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. Hieronder gaan we kort op deze gebieden in.

Solar Fuels 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. 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. 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 uiteen wordt gerafeld. 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 in onderwijsprogramma's op te nemen. 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. Wereldwijd is er veel aandacht voor Lithium-ion (Li-ion) als elektrisch opslagsysteem, met name voor automotive

en

mobiele

New-Energy-Works N1122

toepassingen.

Li-ion

leent

zich

30-1-2012

goed

als

opslagtechnologie

voor

slimme

Pagina 2 van 45


elektriciteitsnetwerken, in combinatie met elektrisch rijden. In ZuidNederland zijn vele bedrijven en kennisinstellingen actief met de ontwikkeling van Li-ion materialen, regelsystemen, elektrisch rijden en intelligente netwerken. De TU/e speelt hier een grote rol in. Ook vanuit de automotive innovatie programma's is er veel aandacht voor Li-ion opslag systemen. 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 in de versterking en verankering van een Li-ion kennisnetwerk op Nederlandse schaal. Hiermee kan een impuls gegeven worden aan de ontwikkeling van nieuwe ontwikkelingen en markten rond Li-ion.

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. 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. 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 concrete pilots vanuit eerdere haalbaarheidsonderzoeken uitgevoerd worden, met name rond de toepassing van PCM voor transport van restwarmte. 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 in Zuid-Limburg (OPAC) en de ontwikkeling van TCS als volgende generatie warmteopslagsysteem (opvolger voor PCM's). Voor deze technologieën geldt dat er op langere termijn goede verwachtingen zijn voor wat betreft marktpotentieel een toepasbaarheid, maar dat wij verwachten dat er binnen de zichttermijn van deze roadmap slechts in beperkte mate additionele bedrijvigheid in Zuid-Nederland mee is te ontwikkelen. Ten slotte merken we op dat er op het gebied van biobrandstoffen, die beschouwd kunnen worden als opslagsysteem voor energie uit zonlicht, grote programma's in Zuid-Nederland lopen, in het kader van de ontwikkeling van de biobased Economy. Voor de ontwikkeling van bedrijvigheid op het gebied van deze stoffen verwijzen we naar deze programma's.


30-1-2012

Pagina 3 van 45


Inhoudsopgave 1

Verantwoording ............................................................................................................ 5 1.1 Vraagstelling ......................................................................................................... 5 1.2 Reikwijdte van de Roadmap .................................................................................... 5 1.3 Voor wie is deze Roadmap bedoeld? ......................................................................... 6 1.4 Zichttermijn van de Roadmap ................................................................................. 6 2 Inleiding ...................................................................................................................... 7 2.1 Waarom opslag? .................................................................................................... 7 2.2 Definitie................................................................................................................ 8 3 Technologieën, systemen, concepten .............................................................................. 10 3.1 Biologische opslag ................................................................................................ 10 3.2 Chemische opslag ................................................................................................. 11 3.3 Elektrochemische opslag ........................................................................................ 12 3.4 Elektrische opslag ................................................................................................. 12 3.5 Mechanische opslag .............................................................................................. 13 3.6 Thermische opslag ................................................................................................ 14 3.7 Thermochemische opslag ....................................................................................... 15 4 Kenmerken Zuid-Nederland ........................................................................................... 16 4.1 Geografisch en demografisch ................................................................................. 16 4.2 Economische centra .............................................................................................. 18 4.3 Individuele Kennisdragers en bedrijven ................................................................... 19 5 Kansen Energieopslag Zuid-Nederland ............................................................................ 22 5.1 Uitgangspunten .................................................................................................... 22 5.1.1 Relevant in nationaal/internationaal marktperspectief ............................................ 22 5.1.2 Passend bij de kenmerken van de regio ............................................................... 23 5.1.3 Eigen karakter .................................................................................................. 23 5.2 Inventarisatie kansen ............................................................................................ 24 5.2.1 Waterstof ......................................................................................................... 24 5.2.2 Solar Fuels ....................................................................................................... 25 5.2.3 Li-ion ............................................................................................................... 25 5.2.4 Supercondensatoren .......................................................................................... 26 5.2.5 Vliegwielen ....................................................................................................... 27 5.2.6 Pompaccumulatie .............................................................................................. 27 5.2.7 Buffervaten ...................................................................................................... 28 5.2.8 PCM's............................................................................................................... 29 5.2.9 Thermochemische opslag ................................................................................... 30 5.3 Conclusie ............................................................................................................. 32 6 Uitwerking focusgebieden .............................................................................................. 34 6.1 Focusgebied Solar Fuels......................................................................................... 34 6.2 Focusgebied Li-ion ................................................................................................ 37 6.3 Focusgebied PCM's ................................................................................................ 39 7 Samenvatting acties focusgebieden ................................................................................ 42 Bijlage 1 Overzicht geraadpleegde bronnen ........................................................................... 43 Bijlage 2 Bevindingen workshop ........................................................................................... 44


30-1-2012

Pagina 4 van 45


1

Verantwoording

1.1

Vraagstelling

"Is er voldoende businesspotentieel voor Zuid-Nederland op het gebied van energieopslag, als we de marktkansen die er zijn 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 ingezet wordt, 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

(ontwikkelingsmaatschappijen LIOF, BOM, IMPULS Zeeland en MKB-intermediair

Syntens)

erkennen

het

belang

van

energieopslag en zien mogelijkheden bedrijvigheid op dit gebied te ontwikkelen teneinde een economische impuls in ZuidNederland te genereren. Hiervoor hebben zij het verzoek tot het

Bedrijvigheid op het gebied van energieopslag is er in soorten in maten: -

opstellen van een Roadmap Energieopslag uitgezet. 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 e.al. 2011). Of aan de 'Smart Grids Technology Roadmap' die begin 2011

-

binnen de eigen organisatie gebruik maken van energieopslagsystemen. Voorbeeld: noodstroom accu's om stroomstoringen mee te overbruggen. energieopslagsystemen gebruiken om energie aan anderen te kunnen leveren. Voorbeeld: inzet van warmte-buffers om restwarmte aan omliggende bedrijven te leveren. energieopslagsystemen ontwikkelen, produceren en verkopen. kennis over energieopslagsystemen ontwikkelen, vermarkten en overdragen.

door het IEA is gepubliceerd (International Energy Agency In deze roadmap richten we ons vooral op de laatste twee vormen van bedrijvigheid.

2011). Dergelijke Roadmaps zijn sectorbrede verkenningen, bedoeld om richting te geven aan technologische ontwikkelingen op nationale of internationale schaal.


30-1-2012

Pagina 5 van 45


Voorliggende Roadmap Energieopslag Zuid-Nederland is minder omvangrijk, en verkent het domein energieopslag middels een aantal

interviews,

gesprekken,

literatuuronderzoek

en een

workshop. Vandaar de ondertitel "een verkenning".

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 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 in hun keuzes voor één of meer focusgebieden

binnen

aanbevelingen

uit

het

deze

domein

Roadmap

energieopslag. kunnen

hierbij

De als

uitgangspunt gehanteerd worden. Het staat partijen natuurlijk vrij om andere keuzes te maken, voor specifieke technologische gebieden en markten waarvan zij verwachten dat deze kansen bieden 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 5 tot 10 jaar.


30-1-2012

Pagina 6 van 45


2

Inleiding 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 en 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

Afbeelding 2.1 : De kolenboer, transporteur van zonne-energie opgeslagen in koolwaterstoffen.

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 energie voorziening. 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 vragen om opslagsystemen om deze fluctuaties op te vangen. Het gaat dan om fluctuaties zowel op een heel kleine tijdsschaal (een wolk voor de zon) als op dag-, maand- of jaarbasis (seizoenspatronen). In de transportsector, waar nog een zeer grote afhankelijkheid is van fossiele energie, 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.


30-1-2012

Pagina 7 van 45


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 van vele soorten en maten. Netwerken zullen intelligent worden, om om te kunnen gaan met veel verschillende vormen van energieaanbod en met veel verschillende vormen van energievraag.

" 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 binnen het kader van "intelligente netwerken" gedacht worden aan zowel warmte- als elektriciteitsopslag. In dit verband merken we op in situaties waarin elektriciteit wordt ingezet voor verwarming of koeling, warmte-opslag veelal kosteneffectiever kan zijn dan elektriciteitsopslag. In intelligente elektriciteitsnetwerken kunnen stationaire warmte- en koudeopslagsystemen in de gebouwde omgeving een grote rol spelen.

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

Warmte is een "klassieke" vorm van energie, die sinds de ontdekking van het vuur in prehistorie door mensen opgeslagen en gebruikt wordt. 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 ten opzichte van warmteopslag.

energie als volgt definiëren:

Energieopslag is het vastleggen van beschikbare elektriciteit, warmte of beweging voor gebruik op een andere plaats en/of tijdstip.

Afbeelding 2.2: definitie van energieopslag.


30-1-2012

Pagina 8 van 45


In deze Roadmap hebben we het vooral over technische systemen (elementen, units), waarin een begrensde hoeveelheid energie opgeslagen kan worden. Een bijzonder 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. Hiermee vallen deze biobrandstoffen buiten de door ons gehanteerde definitie van energieopslag. Dit laat onverlet dat rol van biobrandstoffen in een toekomstige, duurzame, energievoorziening groot zal zijn. Ontwikkelingsactiviteiten

hiervoor

worden

uitgevoerd

als

onderdeel van de Biobased Economy agenda. Zuid-Nederland speelt hierin een prominente rol (m.n. Zeeland / WestBrabant). 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 ZuidwestNederland 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 continu doorontwikkeling van Biopark Terneuzen en Biobase Europe en de initiatieven om onderzoeks- en laboratorium- faciliteiten bij individuele bedrijven en hogescholen in de regio te delen volgens het model van open innovatie." (Provincie Noord-Brabant, Provincie Zeeland, e.a. 2010)

30-1-2012

Pagina 9 van 45


3

Technologieën, systemen, concepten Opslagsystemen kunnen op velerlei manieren gecatalogiseerd worden. Wij kiezen voor een indeling op grond van het basisprincipe van het opslagsysteem. Onderstaande lijst geeft een overzicht, met per principe een aantal voorbeeldsystemen: Principe

Voorbeeldsysteem

Principe

Voorbeeldsysteem

Biologisch

Zetmeel Glycogeen

Elektrisch

Condensator Supercondensator Magnetische supergeleiding

Chemisch

Waterstof Solar Fuels Vloeibare stikstof Knalgas Waterstofperoxide

Mechanisch

Perslucht Vliegwiel Pompaccumulator Waterkracht Veersysteem Gravitatie

Elektrochemisch

NiCd / NiMH batterijen NaS batterijen Lood/Zwavelzuuraccu Li-ion batterijen Flow batterijen

Thermisch

Buffervat Solar Pond Hot Dry Rock PCM's WKO

Thermochemisch

Sorptie

Tabel 3.1: overzicht opslagsystemen per werkingsprincipe Hieronder gaan we kort in op een aantal van bovengenoemde systemen en principes.

3.1

Biologische opslag

Onder biologische opslag verstaan we natuurlijke processen waarbij energie kan worden opgeslagen in vaste of vloeibare biomassa.

Voorbeelden

restproducten.

In

het

zijn

hout,

algemeen

algen

wordt

er

en

agrarische

in

biologische

materialen energie uit zonlicht opgeslagen. Zoals in hoofdstuk 2.2 aangegeven, vallen deze materialen buiten onze definitie van energieopslag. Wel binnen scope van deze roadmap is 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 met twee proefprojecten met dit concept begonnen (Lelystad en Hallum). OnderwaterLED's hiervoor zijn ontwikkeld door het bedrijf Tendris. De ontwikkeling van algenteelt met LED's verkeert nog in

een

ontwikkelingsstadium.

Het

toepassingspotentieel

is

onduidelijk.


30-1-2012

Pagina 10 van 45


3.2

Chemische opslag

Chemische opslag is de vastlegging van energie in stoffen met behulp van (omkeerbare) chemische reacties in een nietnatuurlijke 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

zijn

er

vele

mogelijkheden voor schone en stille energie die bijvoorbeeld voor mobiliteit ingezet kunnen worden. Waterstof is een veelzijdige energiedrager, die kan worden opgeslagen in eigen systemen

(tanks,

metaalhydrides),

maar

ook

worden

“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)

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 op het gebied van 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 zogenaamde Solar Fuels. Hieronder verstaan we koolwaterstoffen die

Afbeelding 3.1: Principeschema Solar Fuels (bron: R. van der Sanden, DIFFER)

vervaardigd zijn uit CO2 en H2O, met behulp van zonlicht en/of elektriciteit.

In

Nederland

gaat

het

FOM

instituut

voor

plasmafysica onder de naam DIFFER (Dutch Institute for fundamental Energy Research) in Eindhoven werken aan de ontwikkeling van Solar Fuels. Één van de routes voor de productie van Solar Fuels die door DIFFER ontwikkeld gaat worden, verloopt via de omzetting van CO2 in CO, en H2O in H2. De productie van vloeibare koolwaterstoffen uit koolmonoxide en waterstof is een conventioneel chemisch proces (het FischerTropsch

proces)

voor

de

productie

van

synthetische

koolwaterstoffen. De ontwikkeling van Solar Fuels staat nog in de kinderschoenen. Het toepassingspotentieel is nog onduidelijk.


30-1-2012

Pagina 11 van 45


3.3

Elektrochemische opslag

Vele vormen van elektrochemische opslag worden al op grote schaal toegepast. Denk aan de loodaccu en de oplaadbare NiMHbatterij.

Redox-flow

systemen

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, voor zowel elektrisch rijden als voor centrale elektriciteitsopslag. Er vindt wereldwijd veel onderzoek plaats naar materialen voor Li-ion

batterijen,

regelsystemen

en

inpassingstrategieën.

Wereldwijd is al een substantiële productie van Li-ion batterijen, zowel voor kleine toepassingen (laptops, telefoons, overige elektronica) als voor elektrische voertuigen. De kern van de productie ligt in Azië, alhoewel ook in de VS en Europa de

"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. OEM's, 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)

productiecapaciteit sterk wordt vergroot. Het is opvallend dat de productie van Li-ion batterijen vooral plaats vindt in regio's met een eigen automobielindustrie. 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/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 gebouwde omgeving. De TU/e werkt op dit gebied nauw samen met o.a. IMEC.

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 opgeslagen worden. Condensatoren zijn geschikt voor zeer snel laden en ontladen. De laatste jaren zijn uit condensatoren ook

Afbeelding 3.2: ketenbenadering Li-ion - er zijn meer kansen voor de markt dan uitsluitend batterij productie(D-INCERT juni 2011)

supercondensatoren ontwikkeld, die zich onderscheiden van klassieke condensatoren door een vele grotere ladingsdichtheid. Supercondensatoren

zijn

bij

uitstek

geschikt

voor

snellaadsystemen voor elektrische auto's en voor het opvangen van korte fluctuaties in het elektriciteitsnet.


30-1-2012

Pagina 12 van 45


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

op

kunnen

slaan.

Aan

de

ontwikkeling van vliegwielen voor voertuigen wordt in ZuidNederland al ruim 25 jaar gewerkt, onder andere door CCM uit 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). Hierbij wordt water naar een hooggelegen

stuwmeer

opgepompt

met

elektriciteit

die

opgeslagen moet worden. Op latere momenten kan deze elektriciteit

weer

teruggewonnen

worden

door

Afbeelding 3.3: Noodstroomvoorziening op basis van vliegwielen.

de

waterkrachtcentrale van het stuwmeer te gebruiken. Deze systemen worden al op grote schaal ingezet, zowel voor seizoensopslag

als

voor

dag/nacht

opslag.

In

traditionele

systemen wordt gebruik gemaakt van bestaande stuwmeren in gebieden met grote hoogteverschillen. Nederland kent het "Plan Lievense", een voorstel uit de jaren '70 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, is de

Afbeelding 3.4: Het Plan Lievense, overgezet van IJsselmeer naar Noordzee. Energieopslagsysteem voor de offshore windparken(www.we-at-sea.org)

opslag van energie in een ondergrondse centrale, met een hoog bekken op maaiveldniveau en een laag bekken op 1.400 meter diepte. Een derde vorm van mechanische opslag waar veel aandacht voor is, is de Compressed Air Energy Storage (CAES). Hierbij wordt lucht onder hoge druk opgeslagen in lege aardgasvelden, zoutmijnen of grotten. Wereldwijd zijn er een beperkt aantal van dergelijke systemen gerealiseerd, terwijl er voor verschillende nieuwe systemen haalbaarheidsonderzoeken plaats vinden. In Nederland zou een CAES mogelijk haalbaar zijn in lege aardgasvelden in Drenthe.


30-1-2012

Pagina 13 van 45


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 kunnen worden opgevangen.

Voor

langdurige

opslag

maken

ook

de

stadsverwarmingsnetwerken gebruik van grote buffervaten. In een verbeterde vorm maken deze buffervaten gebruik van gelaagde opslag. Hierbij wordt er gebruik gemaakt van het

Afbeelding 3.5: Buffervat bij tuinbouwbedrijf, voor opvangen pieken in de warmtevraag

fenomeen dat in het boilervat het warme water bovenin, en het koudere water onderin zal blijven (mits er niet teveel turbulentie is). Hierdoor kan er in één vat warmte van verschillende temperaturen opgeslagen worden, en ook onttrokken worden (bijvoorbeeld tapwater van 60°C en water voor verwarming van 90°C). Deze systemen bieden hiermee goede mogelijkheden om warmte van verschillende bronnen in op te slaan (zonnecollector +

HR-ketel;

restwarmte

+

zonnecollectoren).

Gelaagde

opslagsystemen kunnen tot op wijkniveau toegepast worden. Hiermee is vooral in Duitsland ervaring opgedaan. In Nederland is er de afgelopen twintig jaar veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van opslagsystemen voor warmte in de bodem, zgn. warmte/koude opslag systemen (WKOsystemen). Op dit gebied is Nederland wereldwijd koploper, met

tientallen

gebouwen,

WKO-systemen

en

voor

voor

individuele,

verschillende

grote,

woonwijken

en

bedrijventerreinen. In

WKO's

wordt

temperatuurniveau

's

zomers

opgeslagen

warmte

(tot

op

maximaal

een 25°C),

Afbeelding 3.6: Gelaagd warmte-opslagsysteem op wijkniveau.

laag voor

gebruik in de winter. In de winter kan deze warmte benut worden voor verwarming, hiervoor moet de warmte echter wel eerst

worden

"opgewaardeerd"

naar

een

hoger

temperatuurniveau. Hiervoor wordt in het algemeen gebruik gemaakt van warmtepompen. 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

de

warmte

wint

uit

het

wegdek

met

behulp

van

asfaltcollectoren.


30-1-2012

Pagina 14 van 45


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 in vloeibaar, of van vloeibaar in gasvormig. Een faseovergang kost, of levert, veel energie bij een gelijkblijvende temperatuur (de stollingswarmte, of de verdampingsenergie).

Faseovergangen

zijn geen chemische maar fysische processen, en volledig omkeerbaar. Materialen die hiervoor gebruikt kunnen worden, worden PCM's (Phase Change Materials) genoemd. Ieder PCM

kent

zijn

faseovergang

eigen

plaats

specifieke

vindt.

Er

temperatuur zijn

PCM

waarbij

de

basismaterialen

commercieel beschikbaar, en ook water/ijs kan als PCM gebruikt worden. Door het combineren van verschillende basismaterialen kunnen specifieke gebruikstemperaturen gerealiseerd worden.

Afbeelding 3.7: Samsung koelkasten gebruiken PCM's voor het op temperatuur houden van koel- en vriesvak

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

opgeslagen kunnen worden. Het bij elkaar brengen van deze

Afbeelding 3.8: PCM's in plafondplaten voor het op temperatuur houden van kantoorruimtes.

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 bereikt kunnen worden dan bij thermische opslag. De uitdaging is echter, om stoffenparen te vinden die beheersbaar, reversibel en efficiënt gebruikt kunnen worden. Sinds enige tijd wordt er gewerkt aan zouten die grote hoeveelheden water aan zich kunnen binden, via zgn. sorptie processen. Er zijn verschillende onderzoeksinstituten wereldwijd 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.


30-1-2012

"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)

Pagina 15 van 45


4

Kenmerken Zuid-Nederland 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 energieopslag techniek

of

niet,

kennisdragers

is

en

de

essentieel

aanwezigheid voor

de

van

verdere

ontwikkeling van toepassingen van systemen.

4.1

Geografisch en demografisch

De tabel op de volgende pagina geeft een overzicht van de geografische kenmerken van de drie zuidelijke provincies, onderverdeeld in 9 zgn. COROP-regio's. Belangrijke geografische kenmerken zijn het water (Zeeland), de verstedelijking in het hart van Noord Brabant (B5, BrabantStad: Breda, Eindhoven, Helmond,

’s-Hertogenbosch

landschap

Zuid

Limburg

en

Tilburg),

met

en

het

daaromheen

nationaal

een

sterk

verstedelijkte schil (Maastricht, Heerlen, Geleen-Sittard). De overige gebieden zijn landelijk van aard met verschillende landschappelijke waarden en een groot deel agrarisch gebied. De

bevolkingsdichtheid

is

sterk

gevarieerd.

Terwijl

de

bevolkingsdichtheid in Noord-Brabant vergelijkbaar is met het gemiddelde van Nederland, is Zeeland relatief dunbevolkt, en Zuid-Limburg dicht bevolkt. Er zijn twee regio's waar sprake is van krimp (Zeeuws Vlaanderen, Zuid Limburg), en ook in de overige regio's is de groei van de bevolking lager dan gemiddeld in Nederland. West Brabant en Zeeuws Vlaanderen hebben relatief een 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.


30-1-2012

Pagina 16 van 45


Bron: CBS Jaar: 2008 - 2011

Zeeland Zeeuws Vlaanderen

Oppervlak excl binnen- en buitenwater

Noord Brabant

Overig Zeeland

West

Midden

Limburg

Noord Oost

Zuid Oost

Noord

Midden

NL Zuid

[ha]; jaar: 2008

87.587

205.800

130.277

93.328

138.788

145.781

85.411

69.453

66.057

4.154.307

[ha];jaar:2008

73.175

105.238

121.943

90.139

135.366

143.991

83.344

66.534

65.104

3.371.903

Aantal inwoners

jaar: 2010

< 20

%

21

24

23

23

24

23

23

22

20

24

20 - 65

%

59

58

61

61

61

61

60

61

61

61

>65

%

20

18

16

15

15

16

16

18

19

15

[aantal]

106.827

274.582

614.243

457.776

636.975

735.164

280.037

234.880

607.784

16.574.989

[inw/km² land]

146

261

504

508

471

511

336

353

934

492

Bevolkingsgroei

[% per jaar]; jaar: 2009

-3,4

2,9

3,5

3,8

5,1

3,3

2,4

2,2

-1,8

5,4

Werkeloosheid

[% beroepsbev]; jaar: 2009

4,4

3,8

5,6

5,1

5,0

5,3

5,5

4,8

6,9

5,4

TOTAAL Bevolkingsdichtheid

Werkgelegenheid sectoren

jaar: 2008

A/B Landbouw, bosbouw en visserij

%

1

2

2

1

2

1

6

2

0

1

C/F Nijverheid en energievoorziening

%

25

18

20

17

22

22

21

23

17

16

G/K Commerciële dienstverlening

%

45

44

48

53

48

50

46

44

46

50

L/O Niet-commerciële dienstverlening

%

29

35

30

29

29

27

27

31

36

33

[€ mld]

4,5

8,0

23,5

13,9

22,2

26,8

8,8

7,1

19,5

596,2

[€/inwoner]

42.026

29.367

38.476

30.570

35.171

36.610

31.352

30.301

31.996

36.254

Bruto binnenlands product Bbp Bbp per inwoner


jaar: 2008

30-1-2012

Pagina 17 van 45


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 meest innovatieve regio's in Europa. De regio is in 2011 door de Amerikaanse denktank Intelligent Community Forum uitgeroepen tot de slimste regio ter wereld. Andere belangrijke centra zijn Greenport Venlo (Nederlands 2e 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,

voedingsmiddelen

(Breda,

Sloegebied, Bergen

op

Terneuzen) Zoom).

en

Zuidwest-

Nederland richt zich sterk op de biobased economy. Uiteraard zijn er vele andere locale, en regionale clusters en initiatieven rond het creëren van specifieke bedrijvigheid.

Brainport regio Eindhoven mag zich 'Intelligent Community of the Year 2011' noemen. Zo'n 400 steden en regio's wereldwijd probeerden deze titel in de wacht te slepen. Uiteindelijk werd Brainport regio Eindhoven afgelopen juni, in New York, tot winnaar verkozen door internationale denktank het 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 andere de volgende prestaties: -

-

-

Afbeelding 4.1: Bedrijfsmatige zwaartepunten Zuid-Nederland


30-1-2012

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)

Pagina 18 van 45


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. Belangrijke Zuid-Nederlandse kennisinstituten op het gebied van energieopslag waar in het kader van deze Roadmap contact mee is gelegd, zijn: TU/e (Technische Universiteit Eindhoven). Aan de TU/e houden

verschillende

energieopslag,

op

onderzoeksgroepen

vrijwel

alle

fronten:

zich

bezig

waterstof,

met Li-ion,

(super)condensatoren, PCM's en thermochemische opslag. Er vindt onderzoek aan de TU/e plaats naar de ontwikkeling van opslagsystemen voor elektriciteit in slimme energienetwerken, in combinatie met elektrisch rijden. Behalve onderzoek naar opslagmaterialen,

vinden

er

ook

veel

activiteiten

rond

regelsystemen en integratie in netwerken en voertuigen plaats. Daarnaast vindt er onderzoek plaats naar opslagsystemen voor warmte in het kader van onderzoek naar energiezuinige, innovatieve bouwconcepten. Hogeschool Zuyd. Kenniscentrum, huisvest RiBuilt (Research Institute Built Environment of Tomorrow). Hieronder vallen de onderzoeksgroepen 'Nieuwe Energie' en 'Gebouwde Omgeving en Regionale Ontwikkeling'. Er wordt vanuit deze groepen gewerkt aan o.a. zonnecellen (Leerwerkbedrijf Solar Solutions), nieuwe bouwconcepten (de Wijk van Morgen), thermische opslagsystemen (o.a. het Groene Net). In de loop van 2012 wordt mogelijk een lectoraat "warmte-opslag" ingesteld. Het FOM - Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen is het zwaartepunt van het Nederlandse natuurkundig onderzoek naar kernfusie

als

energiebron

en

exploiteert

internationale

onderzoeksfaciliteiten. Op basis van deze ambities heeft FOM besloten haar instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen uit te

Afbeelding 4.2: Eerste woning in 'de Wijk van Morgen', real-life laboratorium op het bedrijventerrein Avantis. Serie van vier innovatieve woningen, ontworpen en gebouwd door studenten van Hogeschool Zuyd.

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

DIFFER.

Voor

een

optimale

inbedding in een academische omgeving is besloten het instituut te verhuizen naar de campus van de TU Eindhoven.


30-1-2012

Pagina 19 van 45


Het programmabureau van het Innovatieprogramma Hightech Automotive

Systems

(HTAS),

gevestigd

op

de

Hightech

Automotive Campus in Helmond speelt 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 spelen een rol binnen het programma van HTAS. De ambitie van HTAS is een omzetgroei in de sector te realiseren

van

meer

dan

€

4

miljard

en

10.000

extra

arbeidsplaatsen in 2017 ten opzichte van startjaar 2007. In 2007 bedroeg de omzet € 12 miljard en bood de sector werk aan 38.000 mensen. Energy Hills is een grensoverschrijdend netwerk in de regio Aken - Maastricht - Hasselt. Energy Hills verbindt bedrijven, kenniscentra en publieke instellingen op het gebied van energie, ten

einde

kennisoverdracht

en

innovatie

in

de

regio

te

bevorderen. Zowel Hogeschool Zuyd als de RWTH Aachen (arbeitskreis

Speicherung)

zijn

bij

Energy

Hills

aangesloten. In totaal zijn er ca. 60 bedrijven en instellingen in het kader van deze Roadmap benaderd (in de afbeelding

hiernaast

met

blauw

rondjes

aangegeven). Een overzicht van bedrijven en instellingen die, vanuit deze

groep

van

60,

informatie

hebben

verstrekt

danwel

intensiever bij de Roadmap zijn betrokken, wordt in tabel 4.1 gegeven. 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, waarbij er volop

ruimte

zal

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 bedrijven, intelligente netwerken, automotive). In Zuid-Limburg zijn er relatief veel bedrijven rond zonne-energie geclusterd. In WestBrabant en Zeeland is vooral met partijen uit de procesindustrie gesproken. Er is hier o.a. een groot aanbod van restwarmte.


30-1-2012

Pagina 20 van 45


Bedrijf / instelling

Plaats / regio

Onderwerpen, thema's

Arcadis

Maastricht

PCM, gebouwde omgeving

Autarkis

Almere

PCM, TCS

CCM

Nuenen

Vliegwielen, mobiliteit

Delta Netwerkbedrijf

Middelburg / Zeeland

Intelligente netwerken, grootschalige energie-opslag

DIFFER

Nieuwegein / Eindhoven

Solar Fuels, energieopslag in de volle breedte

DSM

Heerlen / Geleen-Sittard

PCM, TCS, grondstoffen energie-opslag algemeen

DOW Chemical

Terneuzen

Restwarmte, PCM, TCS, grondstoffen energie-opslag algemeen

DWA Advies

Ede / Bodegraven

mobiele restwarmte, PCM, warmtenetwerken, warmteopslag

Brainport

Eindhoven

"smart grid for local energy"; opslag van warmte, elektriciteit en stoffen

Energy Hills

Aken (Duitsland)

Energieopslag in de volle breedte

Enexis

Den Bosch / Limburg / Noord-Brabant

Intelligente netwerken, grootschalige energie-opslag

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


HTAS

Helmond

Automotive, intelligente netwerken

KEMA Consulting

Arnhem


NPG Energy

Aubel (Luik, België)

Duurzame energie, brandstofcellen

PRE Electronics

Oosterhout

Vermogenselectronica, regelsystemen voor opslagsystemen, elektrisch rijden, PVsystemen

Provincie Limburg

Maastricht / Limburg

Warmte-opslag, intelligente netwerken, biobrandstoffen

Provincie Zeeland

Middelburg / Zeeland

Warmte-opslag, intelligente netwerken, biobrandstoffen

ProxEnergy

Breda

PV, , opslag, laadstations voor elektrische auto’s, intelligente netwerken, virtuele lokale energiecentrale

Rational Products

Veghel / Zichem (Vlaams-Brabant, België)

Intelligente netwerken, monitoring, regelsystemen voor duurzame energie

Rockwool

Roermond

PCM, gebouwde omgeving

Trianel Energy

Maastricht

OPAC

TU Eindhoven

Eindhoven


Zeeland Seaports

Terneuzen

Restwarmte, warmteopslag, innovatie

ZEN Renewables

Breda

Zonne-energie, warmteopslag

Tabel 4.1 Overzicht van bedrijven en instellingen die informatie hebben verstrekt danwel intensiever bij de Roadmap zijn betrokken


30-1-2012

Pagina 21 van 45


5

Kansen Energieopslag Zuid-Nederland 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 ZuidNederland. 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

markt-

perspectief Het

belangrijkste

uitgangspunt

voor

selectie

van

de

focusgebieden is, of er naar verwachting bedrijvigheid kan worden ontwikkeld. Wat is het business potentieel? Is er vraag naar het opslagsysteem? Hierbij kijken we niet alleen naar de regio, maar naar een breder kader. Zijn er afzetmarkten, binnen Nederland, wereldwijd? Voor sommige, klassieke, opslag technieken 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. Voor andere technieken geldt, dat ze nog niet marktrijp zijn. Het marktperspectief kan dan afgeleid worden uit aandacht voor deze technieken binnen de Nederlandse, Europese en andere buitenlandse onderzoeks- en ontwikkingsprogramma's (VS, Japan). Verwachten we op basis van deze aandacht dat er binnen de zichttermijn van deze roadmap (5 tot 10 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, en het verwachte toekomstige marktpotentieel.


30-1-2012

Pagina 22 van 45


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 omstandigheden, of de aanwezigheid van specifieke bestaande bedrijven en/of kenniscentra. Ook kan de aanwezigheid van een

specifieke

regionale

markt

de

ontwikkeling

van

een

opslagtechnologie als "launching customer" ondersteunen. Een uitsluitend regionale markt kan echter niet voldoende zijn voor het ontwikkelen van bedrijvigheid (zie eerste criterium). Als er in de regio andere lopende programma’s of verbanden zijn, is dit een pre, waaruit het belang van de technologie afgeleid kan worden. Wel dient er aandacht aan besteed 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 op een specifieke technologie zou de regio zichzelf op de kaart moeten kunnen zetten, om belangstelling van buiten de regio naar Zuid-Nederland te trekken.


30-1-2012

Pagina 23 van 45


5.2 In

Inventarisatie kansen de

volgende

paragrafen

leggen

we

de

verschillende

opslagsystemen samen met de eigenschappen van de regio langs onze uitgangspunten voor kansrijkheid om bedrijvigheid te

Legenda Positieve score. Hoe groter de cirkel, des de beter de technologie scoort op het specifieke criterium

genereren. Vanwege de leesbaarheid van het rapport, geven we hieronder alleen een korte beschrijving van de systemen met duidelijk onderscheidende scores. Het totaaloverzicht van de beoordeling

van

de

verschillende

opslagsystemen

wordt

gegeven aan het eind van dit hoofdstuk (tabel 5.1, pagina 31). 5.2.1

Hoge, positieve score, maar buiten zichttermijn van de Roadmap.

Waterstof

Waterstof heeft een zeer groot business potentieel. Door velen

Aandachtspunt. De technologie wordt door andere initiatieven al behandeld Onduidelijke score, zou groot, maar ook heel groot kunnen zijn. Buiten zichttermijn van de Roadmap.

wordt waterstof gezien als dé energiedrager van de toekomst. Als kanttekening hierbij plaatsen we de opmerking, dat de ontwikkeling van het business potentieel pas op langere termijn plaats zal vinden, 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

Chemisch - Waterstof

waterstofprogramma's.

Relevantie

Er zijn in Zuid-Nederland diverse bedrijven en kennisinstellingen

Business potentieel

actief op het gebied van waterstof. Dit betreft met name de partijen die participeren in WaterstofNet (zie blz. 11) en DutchHy.

In O&O programma's

Passend bij de regio Geografisch Bedrijven Kenniscentra Regionale verbanden Eigen karakter Afbeelding 5.1: waterstofbus in regio Arnhem Relevante partners in WaterstofNet zijn BOM, Hogeschool Zuyd, Hogeschool Zeeland, Fontys en Avans. Daarnaast zijn vele ZuidNederlandse bedrijven gelieerd aan WaterstofNet, o.a. VDL, Philips, Total, Bicore, Vialle, TNO Automotive (WaterstofNet 2010). Behalve Zuid-Nederland zijn er andere Nederlandse regio's die zich "waterstofregio" noemen: waterstofstad Arnhem (met het project Hymove), het Botlekgebied en Energyvalley.


30-1-2012

Pagina 24 van 45


5.2.2

Solar Fuels

Solar Fuels kunnen mogelijk een grote rol spelen in de energie transitie. Het business potentieel is derhalve mogelijk erg groot. Er zijn echter nog veel onzekerheden. De technologie staat nog

Chemisch - Solar Fuels Relevantie Business potentieel

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 onderzoek in de

In O&O programma's Passend bij de regio

Nederlandse, Europese en mondiale programma's. In Nederland

Geografisch

betreft dit o.a. gelden die vanuit NWO worden ingezet voor O&O

Bedrijven

door FOM Rijnhuizen, dat in Eindhoven onder de naam DIFFER aan de slag gaat met Solar Fuels. Hiermee beschikt Zuid-Nederland bij uitstek over de benodigde kennisdragers voor de ontwikkeling van deze opslagtechnologie.

Kenniscentra Regionale verbanden Eigen karakter

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. Ook de kennis van de chemische procesindustrie in ZuidwestNederland sluit goed aan bij voor 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.

Elektrochemisch - Li-ion Relevantie

5.2.3

Li-ion

Lithium-ion

Business potentieel

opslagsystemen

staan

wereldwijd

in

de

schijnwerpers. Het marktpotentieel is groot, zowel op de korte

In O&O programma's

als de langere termijn. Li-ion systemen worden op dit moment al

ingezet

elektronica,

voor

elektrische

sensoren

en

voertuigen,

vele

andere

netbalancering,

toepassingen.

De

verwachte groei van de markt is groot, met name op het gebied van elektrisch rijden. Het businesspotentieel scoren we dus

Passend bij de regio Geografisch Bedrijven

hoog, zij het op termijn nét iets minder hoog dan waterstof. Kenniscentra De aandacht voor Li-ion in onderzoeksprogramma's is groot, zowel op het gebied van materiaal- en systeem ontwikkeling als op het gebied van toepassingen. In Nederland betreft dit laatste met

name

de

programma's

rond

intelligente

netwerken, Eigen karakter

elektrisch vervoer en geïntegreerde systemen.


Regionale verbanden

30-1-2012

Pagina 25 van 45


In Zuid-Nederland zijn vele bedrijven en kennisinstellingen actief met de ontwikkeling 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 het HTAS (High Tech Automotive Systems)

programma,

gevestigd

in

Helmond.

De

meeste

bedrijven en kennisinstellingen die zijn aangesloten bij HTAS, zijn gevestigd in de regio Brainport. Aangesloten bedrijven zijn o.a. Avantium, Voestalpine, DAF, Centric, NXP, Epyon (ABB), Gemco, SKF, TomTom, VDL en Philips. Doordat zoveel activiteiten op het gebied van Li-ion in ZuidNederland zijn geconcentreerd, kan gesteld worden dat deze opslagtechniek de facto een onderscheidend karakter voor de

The Netherlands aims to become an international innovation hotspot for automotive technology. Government (Ministry of Economic Affairs, Agriculture and Innovation), industry and knowledge institutes have therefore set up the HTAS (High Tech Automotive Systems) Innovation Program. The program meets the urgent needs of society: the economy will benefit in social terms – mobility and environment – and in economic terms – revenue and employment. The Driving Guidance, Efficient Vehicle and Enablers Program themes have been chosen as primary focal areas for growth and innovation. The program was started in 2007. The goal is to increase turnover from 12 to 20 billion euro, and employment by 10,000 FTEs by 2015. Because of the international character of the automotive industry, international organizations are participating in the HTAS Innovation Program.

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

Elektrisch - Supercondensatoren

dan voor bijvoorbeeld Solar Fuels.

Relevantie Business potentieel

5.2.4

Supercondensatoren

In het kielzog van Li-ion en elektrisch rijden, is er een groeiende markt voor supercondensatoren. Het toepassingsgebied is met

In O&O programma's Passend bij de regio

name snellaadsystemen en kortstondige opslag in fluctuerende

Geografisch

elektriciteitsnetten. Er is in beperkte mate aandacht voor

Bedrijven

supercondensatoren

in

onderzoeksprogramma's

(o.a.

EUKenniscentra

programma KP7). De hightech regio Brainport huisvest veel elektronica bedrijven die betrokken zijn bij de ontwikkeling van (snel-)laad- en regelconcepten

voor

elektrisch

vervoer.

Voor

hen

is

Regionale verbanden Eigen karakter

de

supercondensator een relevante technologie. Aan de TU/e vindt in beperkte mate onderzoek plaats naar supercondensatoren. snellaadsysteem

op

In

2008 basis

heeft van

Philips

een

nieuw

supercondensatoren

gepatenteerd, op basis van onderzoek van TU/e promovendus Haimin Tao.


30-1-2012

Pagina 26 van 45


5.2.5

Vliegwielen Mechanisch- Vliegwielen

Al drie decennia lang wordt er in de regio Eindhoven gewerkt aan de ontwikkeling van vliegwielen voor energieopslag. Dit betreft werk door zowel het bedrijf CCM in Nuenen, als onderzoek aan de TU/e, o.a. naar de toepassing van vliegwielen in de automotive sector. De laatste jaren is het onderzoek aan

Relevantie Business potentieel In O&O programma's Passend bij de regio

de TU/e stil gevallen.

Geografisch

Wereldwijd gezien is er een bestaande markt voor vliegwielen,

Bedrijven

met name als noodstroomvoorziening voor afnemers met zeer

Kenniscentra

hoge eisen aan de kwaliteit van het elektriciteitsnetwerk (o.a.

Regionale verbanden

datacentra). Hiervoor zijn commerciële producten verkrijgbaar.

Eigen karakter

Vliegwielen zijn een goed 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 Mechanisch- 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 gekozen worden voor energieopslag met behulp van een bovengronds en een ondergronds meer, een zogenaamde Ondergrondse Pomp Accumulatie Centrale (OPAC). OPAC is

Relevantie Business potentieel In O&O programma's Passend bij de regio Geografisch

bedoeld om overtollige energie, o.a. in de nacht opgewekte energie door windmolens, (tijdelijk) op te slaan. De overtollige

Bedrijven

energie wordt gebruikt om water van het ondergrondse naar het

Kenniscentra

bovengrondse

Regionale verbanden

meer

te

pompen.

Is

er

een

tekort

aan

elektriciteit, dan stroomt het water via een turbine terug naar een ondergrondse meer. De energie van het vallende water

Eigen karakter

wordt middels een turbine omgezet in elektriciteit. Binnen Nederland leent de Zuid-Nederlandse ondergrond zich goed voor een OPAC-systeem. Technieken voor ondergrondse elektriciteit opslag systemen 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 mld.


30-1-2012

Pagina 27 van 45


Gezien de grootte van het systeem, zal er vooralsnog slechts één opslagsysteem in Nederland gerealiseerd kunnen worden. Het businesspotentieel zal - behalve de niet te verwaarlozen werkgelegenheid die gemoeid is met de omvangrijke investering in

de

Nederlandse

OPAC

-

vooral

in

benutting

van

de

ontwikkelde kennis voor andere, buitenlandse, opslagsystemen, moeten worden gezocht.

Afbeelding 5.2: Principeschema OPAC (bron: Essent)

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 gedeeld, zie bijvoorbeeld(KEMA 2010). Dit maakt het in het kader van deze Roadmap lastig om

"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)

een finale keuze te maken ten aanzien van de rol die een OPAC zou spelen in de ontwikkeling van bedrijvigheid op gebied van energieopslag. 5.2.7

Buffervaten

Thermisch - Buffervaten

De markt voor wateropslagsystemen is groot. Het gaat hierbij om traditionele opslagsystemen, waarvan we verwachten dat de het

businesspotentieel

voor

de

ontwikkeling

van


nieuwe

bedrijvigheid in Zuid-Nederland niet groot zal zijn.

In O&O programma's Passend bij de regio Geografisch Bedrijven Kenniscentra Regionale verbanden Eigen karakter


30-1-2012

Pagina 28 van 45


5.2.8

PCM's

Phase Change Materials, oftewel PCM, zijn enerzijds zeer traditioneel, maar anderzijds innovatief en in opkomst. Ten opzichte van water onderscheiden deze materialen zich door een hoger energiedichtheid. Daarnaast lenen zij zich goed om rond het smeltpunt van het PCM de temperatuur langere tijd stabiel te kunnen houden. Het traditionele PCM bij uitstek is ijs, van oudsher gebruikt in ijskelders voor gedurende de zomer gekoeld houden van voedingsmiddelen. In moderne PCM's wordt gebruik gemaakt van bijvoorbeeld

Afbeelding 5.3: Winning van PCM's voor ijskelders (bron: DWA)

zouten of paraffinen, waarmee hoge energiedichtheden kunnen worden bereikt. Ieder materiaal heeft zijn eigen karakteristieke smelt/stollingstemperatuur, tevens werkingstemperatuur van het materiaal. Er zijn PCM's beschikbaar voor toepassing in

Thermisch - PCM's Relevantie

klimaatplafonds (werkingstemperatuur 20-25°C), voor transport

Business potentieel

van

In O&O programma's

restwarmte

(80-90°C)

of

voor

warmtetransport

in

concentrerende zonne-energie systemen (werkingstemperaturen Passend bij de regio

tot 800°C). Het

business

potentieel

voor

PCM's

is

zeker

aanwezig.

Verkennend onderzoek door DWA(DWA 2011) laat zien dat er mogelijkheden

zijn

om

PCM's

in

te

zetten

in

Geografisch Bedrijven

mobiele

restwarmtesystemen. Toepassing van deze systemen leent zich

Kenniscentra

met name voor de Zeeuwse en West-Brabantse delta, waar zeer

Regionale verbanden

veel restwarmte aanwezig is, er relatief grote afstanden tussen

Eigen karakter

vraag en aanbod is, en waar 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

programma's.

PCM's Ook

zijn

is

er er

met in

name

Duitsland

in en

de

Europese

Frankrijk

al

verschillende commercieel verkrijgbare materialen en producten ontwikkeld. In Nederland wordt er voor zover bekend door twee bedrijven producten op de markt gebracht (Autarkis en Salca). Villa Flora, één van de gebouwen van de Floriade 2012 in Venlo, zal voorzien worden van een PCM-vloer. Bij de realisatie hiervan is een Limburgs bouwbedrijf betrokken.


30-1-2012

Pagina 29 van 45


Chemiebedrijven DSM en Dow beschikken over materialen en kennis die ingezet kan 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 op te gaan nemen in het onderzoeksprogramma Nieuwe Energie. Het onderwerp PCM's staat in Nederland slechts in beperkte mate 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 Thermochemisch - TCS

Terwijl PCM's op korte termijn al toepasbaar zijn, wordt op langere

termijn

veel

verwacht

van

thermochemische

opslagsystemen (TCS). Dit betreft o.a. de systemen die gebruik


maken van absorptie van water in zouthydraten. In TCS systemen kan warmte met een hogere energiedichtheid op

In O&O programma's

worden geslagen dan in PCM's. Daarnaast gaat er tijdens de opslagperiode

geen

warmte

verloren.

Hierdoor

zijn

TCS

Passend bij de regio

systemen bij uitstek geschikt voor seizoensopslag van hoge

Geografisch

temperatuur warmte.

Bedrijven

De ontwikkeling van TCS materialen en systemen staat echter

Kenniscentra

nog pas in de kinderschoenen. Binnen de zichttijd van deze

Regionale verbanden

Roadmap verwachten we niet dat er groot businesspotentieel tot

Eigen karakter

ontwikkeling zal komen. Net zoals PCM's is de aandacht in de O&O programma's met name Europees

van aard. Zuid-Nederlandse

bedrijven en

kennisdragers zijn bij de ontwikkeling van TCS betrokken (met name TU/e). Veel kennis op het gebied van TCS in Nederland is aanwezig bij TNO in Delft. Dit beperkt de mogelijkheid voor een "eigen karakter".


30-1-2012

Pagina 30 van 45


Relevantie Business potentieel Biologisch

Algen

Chemisch

Waterstof

Eigen karakter

Passend bij de regio In O&O programma's

Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale Verbanden

Solar Fuels Vloeibare stikstof Knalgas Waterstofperoxide Elektrochemisch

NiCd / NiMH batterijen NaS batterijen Lood/Zwavelzuur accu's

Li-ion batterijen Flow batterijen Elektrisch

Supercondensator Magnetische supergeleiding

Mechanisch

Perslucht (CAES) Vliegwiel Pompaccumulator (PAC) Waterkracht Veersysteem Gravitatie

Thermisch

Buffervat Solar Pond Hot Dry Rock PCM's (incl. ijs en gesmolten zout) WKO

Thermochemisch

TCS

Tabel 5.1 Toetsing opslagsystemen aan uitgangspunten voor kansen ontwikkeling Zuid-Nederlandse bedrijvigheid


30-1-2012

Pagina 31 van 45


5.3 Op

Conclusie 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

Samenvatting selectie focusgebieden Waterstof

Volgen programma WaterstofNet

Solar Fuels

Focusgebied, breed scala aan activiteiten mogelijk

Li-ion

Focusgebied, breed scala aan activiteiten mogelijk, afstemming met HTAS / elektrisch rijden nodig

en

thermochemische opslag redelijk goed. 2) Van deze gebieden verwachten we dat waterstof het

Superconden- Beperkte markt, geen focusgebied satoren

grootste business potentieel heeft, zij het pas op lange termijn

(O)PAC

Volgen ontwikkelingen project Zuid-Limburg

PCM's

Focusgebied, breed scala aan activiteiten mogelijk

TCS

Volgen, aansluiten bij focusgebied PCM's

(buiten de zichttermijn van de Roadmap). Waterstof staat ook sterk in de 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 business potentieel, met name door de koppeling van energieopslag voor vraagsturing in elektriciteitsnetwerken met elektrisch rijden. Daarom wordt Liion als focusgebied opgenomen in deze roadmap. Wel moet er aandacht zijn voor de interactie met de activiteiten van het HTAS programma, een omvangrijk samenwerkingsverband met veel aandacht voor opslagsystemen voor elektrische voertuigen. 5) Het onderwerp Supercondensatoren wordt verder niet als focusgebied meegenomen, vanuit het relatief beperkte business potentieel dat verwacht wordt en de weinig specifieke kans om Zuid-Nederland hiermee op 'de kaart' te zetten. 6) OPAC betreft een vooralsnog éénmalige investering in een groot opslagsysteem, in Zuid-Limburg. Over de noodzaak en financiële

haalbaarheid

van

deze

investering

wordt

door

deskundigen verschillend gedacht. Het is nog te vroeg om te bepalen of focus op dit opslagsysteem zal leiden tot de ontwikkeling van bedrijvigheid. Vooralsnog nemen we deze technologie dus niet als focusgebied op.


30-1-2012

Pagina 32 van 45


7) Op het gebied van warmte-opslag 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 langetermijn ontwikkeling van TCS. Deze conclusies zijn mede tot stand gekomen in een workshop met stakeholders. In onderstaande tabel is deze input verkort samengevat (zie ook bijlage 2).

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

Waterstof Solar Fuels Li-ion Supercapacitors Vliegwiel OPAC PCM TCS Overige systemen: Monitoring en Controle Getijdecentrale Waterkracht Energie-eiland Virtual Power Plants

Afbeelding 5.4

Inschatting mogelijkheden om op focusgebieden te komen tot ontwikkeling van bedrijvigheid. Aangegeven door deelnemers workshop (totaalscore = 100%).

In hoofdstuk 6 geven we invulling aan de activiteiten die de opdrachtgevers kunnen ondernemen om deze geselecteerde focusgebieden, respectievelijk Solar Fuels, Li-Ion en PCM’s verder te ontwikkelen.


30-1-2012

Pagina 33 van 45


6

Uitwerking focusgebieden 6.1

Focusgebied Solar Fuels

Het potentieel voor Solar Fuels is groot, maar onzeker. De ontwikkeling van deze technologie zal plaats vinden vanuit een

Maatschappelijke perspectieven Solar Fuels

breder perspectief dan alleen opslag van energie. Juist dit

-

bredere perspectief maakt Solar Fuels bijzonder kansrijk voor het ontwikkelen van nieuwe bedrijvigheid, vooral voor 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. Alhoewel er veel onzekerheden zijn in de uiteindelijke haalbaarheid van de grootschalige productie van Solar Fuels, kan er al vrij snel begonnen worden met activiteiten

-

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.

om dit focusgebied van theorie naar praktijk te brengen. Uitwerken proceskaart Solar Fuels Doel: identificeren kansrijke deelprocessen Motivatie: De gehele keten van CO2 naar brandstof bestaat uit een aantal verschillende stappen. Er zijn verschillende 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 op in te stappen. Activiteiten: proceskaart

Uitwerken kan

door

proceskaart

DIFFER

Solar

uitgewerkt

Fuels.

worden,

De maar

specifieke kennis op gebied van 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.


30-1-2012

Pagina 34 van 45


Versterken kennispositie Solar Fuels Doel: Zorg dragen dat kennis over gehele procesketen 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

georganiseerd worden om studenten ervaring te laten opdoen. Initiëren innovaties deelprocessen Doel: ontwikkelen kansen voor innovatieve (MKB) industrie Motivatie: Verwacht mag worden dat het uitwerken van de proceskaart

zal

leiden

tot

identificatie

van

specifieke

processtappen en technologieën die al op korte termijn al innovatieve kansen voor de industrie bieden. Belangrijke gebieden waar innovatie nodig is, zijn onder andere: DC-koppeling van zon en wind aan electrolizers, membraan- en katalysetechnieken en materiaalinnovaties gericht op vervanging van de nu nog gebruikte zeldzame materialen meer gangbare grondstoffen. Activiteiten: Betrokken bedrijven zullen zelf kansen moeten identificeren en aangrijpen om te komen met innovatieve oplossingen. Dit kan gefaciliteerd worden door bedrijven te betrekken bij de uitwerking van de proceskaart, door het organiseren van 'business meets research' meetings, en door het realiseren van praktijkexperimenten op deelprocessen vanuit de onderzoeksinstituten. Bedrijven uit bouw-, automotive- en procesindustrie dienen nadrukkelijk bij technologieontwikkeling betrokken

te

worden

in

verband

met

de

uiteindelijke

toepassingsgebieden. Uitwerken business proposities Solar Fuels Doel: Verkennen marktpotentieel toepassingen Solar Fuels. Motivatie: Solar Fuels heeft een groot potentieel. Niet alleen als brandstof, maar ook als grondstof. Activiteiten: Ontwikkel een goede definitie voor Solar Fuels. Onderzoek proposities voor de diverse marksegmenten van energiegebruikers, zoals de gebouwde omgeving, mobiliteit en de procesindustrie. In het ontwikkeltraject dient DIFFER oog te houden of en op welk netwerk er wordt aangesloten: gas, elektriciteit (gelijkstroom / wisselstroom) (dc -> elektrochemie), vloeibare brandstoffen, CO als grondstof?


30-1-2012

Pagina 35 van 45


Universiteiten

kunnen

dit

ondersteunen

door

energiesysteemstudies gericht op inpassing van Solar Fuels uit te voeren. Organiseer regelmatig business case studies naar economische modellen voor Solar Fuels. Stimuleren praktijkexperimenten Doel:

Op

lange

en

korte

termijn

resultaten

voor

praktijkexperimenten gereed maken. Activiteiten: DIFFER en andere kenniscentra zouden al vroeg in het ontwikkeltraject partijen kunnen mobiliseren om door deelprocessen werkende prototypes met de huidig bekende technologieën te gaan ontwikkelen. Die bevatten dan nog wel zeldzame metalen, maar kunnen gebruikt worden om afnemers en mede-investeerders te mobiliseren. Actoren die voor de ontwikkeling van prototypes nodig zijn, zijn de kennisinstituten in hightech industrie in de regio Brainport, en de warmteintensieve procesindustrie

in West-Brabant / Zeeland. De

ontwikkelingsmaatschappijen kunnen faciliteren in het bij elkaar brengen van partijen en het koppelen van Solar Fuels aan aanpalende ontwikkelthema's.


30-1-2012

Pagina 36 van 45


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 o.a. zowel zelfstandig batterijonderzoek aan de TU Delft en TU/e, als onderzoek in het kader van automotive toepassingen en/of intelligente netwerken. Vraagstukken die onderzoek verdienen zijn o.a. de ontwikkeling van regelstrategieën, zowel op batterijniveau als ook 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 HTAS (en aangesloten bedrijven) spelen hier een grote rol in. Daarnaast is de Provincie Noord-Brabant een aanjager van de ontwikkeling van slimme netwerken.

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 haar beurt een grote bijdrage leveren aan een betaalbare energietransitie. (Provincie Noord-Brabant 2010)

Vanuit de roadmap adviseren we deze programma's te volgen, en activiteiten voor de ontwikkeling van Li-ion opslagsystemen hierin onder te brengen. In aanvulling hierop signaleren we behoefte

aan

een

tweetal

activiteiten:

versterking

kennisontwikkeling, en acties gericht op bevordering van de samenwerking

tussen

de

verschillende

ontwikkelingsprogramma's (automotive en slimme netwerken). 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 op het gebied van accutechnologie als op het 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, ...). 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 voor deze markten (analoog aan DutchHy, het Nederlandse kennisnetwerk rond waterstof). Aandacht voor kennisontwikkeling kan bijdragen aan de realisatie van pilots in de regio.


30-1-2012

Pagina 37 van 45


Potentiële

afnemers

(VDL,

SRE,

Zeeland

Seaports)

met

belangstelling voor pilots zouden kunnen worden uitgenodigd aan het kennisnetwerk deel te nemen. High-tech industrieën kunnen uitgedaagd worden 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, en actoren rond zowel slimme netwerken als Li-ion technologie van buiten de regio aan zich binden (TU Delft, KEMA, IMEC). Bevorderen samenwerking Achtergrond: Het verdienmodel voor de exploitatie van slimme netwerken inclusief decentraal regelbaar opslagvermogen in automotive toepassingen nog niet volledig uitgekristalliseerd en zal nog in codes en regels vastgelegd moeten worden die passen binnen de Nederlandse energievoorziening. 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.


30-1-2012

Pagina 38 van 45


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. Ten opzichte van 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

kunnen

verschillende

markten

voor

PCM’s

worden

onderscheiden. Gebouwde omgeving Zowel kantoren, als ook in toenemende mate woningen, hebben behoefte aan koeling. PCM's kunnen hiervoor goed ingezet worden, zowel in de vorm van zelfstandig, temperatuur

regulerend

bouwmateriaal,

als

in

actieve

koelsystemen. Nieuwe toepassingen komen hier 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 verplaatst worden naar de gebouwde omgeving of de agrarische sector (DWA 2011). Elektronica en elektriciteitsopslag PCM's kunnen ingezet worden

voor

koeling

van

laadsystemen,

Li-ion

opslag

in

voertuigen, serverruimtes en datacentra. Transportkoeling langdurig

op

Transportcontainers

lage

temperatuur

kunnen

worden

met

gehouden

PCM's zonder

aanvullende koelmachines. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van de zeer lage temperaturen van fruitterminals, die in PCM's kan worden "geladen".


30-1-2012

Pagina 39 van 45


Voor vrijwel alle

markten geldt, dat deze

nog sterk

in

ontwikkeling zijn en in het beginstadium verkeren. Zoals in hoofdstuk 5.2.8 al is aangegeven, sluit het focusgebied PCM

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 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 als opslagsysteem, kunnen de volgende activiteiten uitgevoerd worden: Organiseren waardeketen PCM Doel: vergroten toepasbaarheid 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, ten einde 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 gebracht worden en aangezet worden tot pilots en kennisoverdracht. Pilots kunnen betrekking hebben op warmte-opslag in de gebouwde omgeving ((bestaande) woningen en kantoren), maar ook toepassingen als elektronicakoeling, gekoeld transport, koeling

en

verwarming

bij

recreatie

en

drogen

in

de

agrifoodsector. Organisatie van de waardeketen zou plaats kunnen vinden vanuit de Hogeschool Zuyd, waar in de loop van 2012 een leerstoel warmte-opslag wordt gerealiseerd. De regio ZuidLimburg kent naast Hogeschool Zuyd een aantal andere spelers in de waardeketen op het gebied van warmteopslag (DSM, Rockwool, Science park Avantis, de Wijk van Morgen, RWTH Aachen).


30-1-2012

Pagina 40 van 45


Andere partijen die relevant zijn voor de waardeketen, zijn te vinden in de regio Terneuzen (mobiele restwarmte, DOW, biobased economy), Eindhoven (Brainport) en Venlo (Greenport, demonstratieproject Villa Flora, Salca Venray). Uitbouwen onderzoek en ontwikkeling Doel: vergroten toepasbaarheid PCM's Activiteiten: Nadere R&D / fundamenteel onderzoek is nodig naar

PCM’s,

kostenreductie,

zoals

onderzoek

hogere

warmtegeleiding

naar

temperaturen

naar

het

micro-encapsulatie,

van

PCM’s,

optimale

eindmateriaal,

hogere

energiedichtheden. Verbreding van warmteopslag in PCM's naar TCM 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

ontwikkelingsmaatschappijen kunnen een faciliterende rol spelen in het bij elkaar brengen van de juiste partijen. Uitvoeren pilot restwarmtebenutting Doel:

creëren

kansen

voor

bedrijvigheid,

versterken

restwarmtebenutting Zuid-West Nederland Activiteiten: onderzoek van DWA laat zien dat er kansen zijn voor benutting van restwarmte uit Zuidwest-Nederland

met

mobiele restwarmte. De ontwikkelde kansenkaart uit het project "Reststromen" kan in concrete projecten worden omgezet. Randvoorwaarde is dat er partijen kunnen worden gevonden 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

haalbaarheidsonderzoek), het ligt voor de hand dat zij nu via gerichte acties partijen prikkelen om tot uitvoering te gaan.


30-1-2012

Pagina 41 van 45


7

Samenvatting acties focusgebieden

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

Q1 2012

De investeringsmaatschappijen dienen ieder voor zich en gezamenlijk te bepalen in welke mate zij invulling gaan geven aan de roadmap. Dit kan ook voor één of meer 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 business proposities

2012 - 2015

Onderzoek definiëren en begeleiden. Partijen verbinden. Organisatie van business case studies voor verschillende marktsegmenten. Zorgen voor afstemming tussen verschillende onderzoeken.

Solar Fuels

Stimuleren praktijkexperimenten

2013 - 2020

Begeleiden praktijkexperimenten, afstemmen experimenten. 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 samenwerking 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 warmteopslag

2013 - 2016

Stimuleren marktpartijen om gezamenlijk tot pilots warmteopslag te komen, niet alleen in de gebouwde omgeving maar ook in innovatieve markten. Kennisoverdracht.

PCM

Uitbouwen onderzoek en ontwikkeling

2012 - 2015

Bij elkaar brengen partijen, bevorderen samenwerking tussen kenniscentra en bedrijfsleven.

PCM

Pilot voor restwarmtebenutting

2012 - 2015

Omzetten haalbaarheidsonderzoek in realisatie. Betrokken bedrijven prikkelen om in actie te komen. Partijen uitnodigen om met concrete voorstellen te komen voor uitvoeren. Faciliteren uitwerken businessplan warmtetransport.


30-1-2012

Pagina 42 van 45


Bijlage 1 Overzicht geraadpleegde bronnen Berenschot e.al. "Roadmap Zon op Nederland." 2011. Boston Consulting Group. "Batteries for Electric Cars, Challenges, Opportunities, and the Outlook to 2020." Munich, Detroit, 2010. Dam, Prof. B. (TU Delft), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag (2011). D-INCERT. Verkenning Elektrisch Rijden. Delft: D-INCERT, juni 2011. DutchHy. Hydrogen and Fuel Cells in the Netherlands. Utrecht: AgentschapNL, 2009. DWA. Restwarmtebenutting middels mobiele warmte. Ede: DWA installatie- en energieadvies, 2011. ECN. Compacte warmteopslag in de gebouwde omgeving. Petten: ECN, 2010. International Energy Agency. "Smart Grids Technology Roadmap." Parijs, Frankrijk, 2011. KEMA. "Nut en Noodzaak van Grootschalige Energieopslag in Nederland (Management Samenvatting)." Arnhem, 2010. Kimman, J. (Hogeschool Zuyd), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag (2011). Notten, Prof. dr. Peter H.L. (TU/e), interview by 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, Jillis W (Principal Consultant Energy Storage, KEMA), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag (2011). Sanden, Dr. M.C.M. van der (FOM Rijnhuizen), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag (2011). WaterstofNet. "Hydrogen region Flanders-South-Netherlands." Oostende, 2010. www.brainport.nl. 2011. www.we-at-sea.org. 2011.


30-1-2012

Pagina 43 van 45


Bijlage 2 Bevindingen workshop Overall waardering kansen voor bedrijvigheid

Eigen karakter


Relevantie

Waterstof

 ja  zeker  Nee, geen investering, te lange termijn voor provincie

   

Solar Fuels

 DIFFER, biobased economy  Grote markt, efficient alternatief  Unieke uitgangspositie. Niche in het veld, veel potentieel. Wel hoog risico.  Nee, geen investering, te lange termijn voor provincie  Medium-lange ermijn

 ja, veel kennis uitbouwen. Wel concurrentie  Perspectiefvol, maar doorbraak nodig  Promising infrastructure available, knowledge available  Vooral door know-how in NRW icm Nederland  Sluit zeer goed aan bij de nieuwe building blocks voor de procesindustrie  Kans voor de regio  Zeker  Chemische industrie. Technologie sluit nauw aan bij HTS&M. Kennis is aanwezig.  Universal technology, specific for the region, possibility to lead progress in field of sustainable energy storage  Transport opslag (R'dam -> Europa), biedt bestaand netwerk

Supercapacitors

 hoog, ook kansen als grondstoffen  biedt op termijn veel perspectief  CO2-neutrale generatie. Hoge energiedichtheid, passend bij huidige infrastructuur  Belangrijk voor lange termijn  Can be applied in large scales  Productie grootschalig. Sterkten regio, transport / opslag

 Zeker  Coupled with electric driving suitable for local storage. Knowledge available  Elektromobiliteit (Aachen, Helmond)  ABB gaat NOC opzetten (Network Operating Centre) ter beheer / beheersing  Brainport kan niet achterblijven bij de rest van de wereld. Nog veel R&D nodig. Li-ion als batterij staat niet sec op de kaart.

 Snelladers toekomst. Stads- en gemeentediensten, regionaal gebruik.  Large business potential. Applicability on various levels, from industrial to households.  Elektromobiliteit, kwantitatief.  Mobiliteit decetraal, dus moeilijk stuurbaar / optimaliseerbaar  Groeiende markt door grotere aantal EV en Solar. Financiële modellen buy/sell nodig  Zeer grote markt. Enabeler voor slimme netwerken en EV's.

 Heeft wel een unieke positie in een door elektrotechniek gedomineerde regio

 Zeker

 Goed voor mobiliteit, decentraal, dus moeilijk stuurbaar / optimaliseerbaar

 Laag

 Weinig exportpotentieel  Limburg: grote capaciteit. Gebruik mijnen?

 Maatschappelijke inpasbaarheid is laag.

 Betere warmtehuishouding. Langere gebruikstijd en gebruik (PCM?)  Toepassing grotere capaciteit batterijen in auto's / woningen. Laden / ontladen

Li-ion

Redelijk, acceptatie is nog moeilijk Universal energy carrier, suitable in various ways Hoge potentie Goed schaalbaar

Vliegwiel

OPAC


30-1-2012

Pagina 44 van 45


Overall waardering kansen voor bedrijvigheid

Eigen karakter


Relevantie

PCM

 TU/e  Afstappen van traditie - zowel warmteopslag als elektriciteit  Autarkis - heeft een aantal unieke patenten dwz nederlandse uitvindingen. Dus dit past bij ons karakter.  Onderbelicht in NL. Duidelijk eigen karakter.

 Middelmatig  Veel exportpotentieel voor de toepassing van…  Zeker. R&D Brabant, Limburg, Zeeland  Bij opschalen toepassing zijn grote hoeveelheden materiaal nodig. Dit moet regionaal geproduceerd gaan worden, het heeft geen zin dit over de wereld te gaan transporteren.  MKB en DSM  Partijen hebben zich al gemeld (m.n. in Zuid-Limburg), helaas is warmte niet "sexy"

 Hoog, zie TSC  Aantal toepassingen op zeer korte termijn op te voeren.  Belangrijk in koeltoepassingen. Belang koeling neemt toe.  "super relevant" niet alleen warmte opslag maar ook indirect elektriciteitsopslag.  Hoge potentie, bouw  Omvang business potentieel onzeker. Vooralsnog voordeel van de twijfel.

TCS

 TU/e  Nog klein terrein, mogelijkheid om een grote stempel te drukken op ontwikkelingen

 Ja, veel onderzoek vindt al plaats

 In toekomst hoog. Nodig voor stabilisatie van (warmte) vraag en aanbod.  Groot potentieel, KIC energie-opslag met TU/e

Monitoring en controle

 Analyseren efficiëntie, slimme toepassingen, om gaan met energie. Meten = weten

 Global toepassing

 Smart metering / micro grids

WKO

 Nederland koploper

Waterkracht/ getijdecentrale

 Mechanische opslag van getijde energie

Overig:

 Interessante technologie voor duurzame warmte/koude

 Zinvol bij grote hoeveelheid niet -regelbare elektriciteitsopwekking

Energie-eiland

Virtual power plants


 Kan overal en altijd, pilot is wel uniek

30-1-2012

 Wie faciliteert? Netbeheerders, energieleveranciers, administratiekantoor?

Pagina 45 van 45

Roadmap Energieopslag Zuid-Nederland

Recommend Documents