Rapportage van een kwalitatief onderzoek in …...1 Rapportage van een kwalitatief onderzoek in...

1

Rapportage van een kwalitatief onderzoek in opdracht van de divisie NL Energie en klimaat van Agentschap NL

Zeven thema’s

Amsterdam, 29 januari 2013

Auteur: Peter Paul van Kempen

Opdrachtgever Agentschap NL: Frank Witte en Marco Kolkman

3

1.1 Achtergrond en doelstelling 7

1.2 Onderzoeksmethode en aanpak 7

1.3 Leeswijzer 8

1.4 Overzicht bestudeerde projecten 9

2.1 Resultaten en vervolgactiviteiten in perspectief 11

2.2 Goed idee en een heldere, behapbare eindbestemming 12

2.3 Overtuiging en doorzettingsvermogen 13

2.4 Goed team en vertrouwen in partners 14

2.5 Kruisbestuiving door multidisciplinaire aanpak 15

2.6 Veerkracht om tegenslag te overwinnen 16

2.7 De praktijk is de beste leermeester 18

2.8 Tussen droom en daad staan wetten in de weg 19

2.9 Advies voor collega-innovators: gewoon doen! 20

3.1 Overzicht projecten Energiebesparing industrie 23

3.2 Whizz-Wheel® 27

3.3 Thermo-akoestische systemen voor opwaarderen industriële restwarmte (TASOR) 31

3.4 Restwarmte opwaarderen met sorptie en akoestische technologie (ROSA) 35

3.5 Demonstratie energiezuinige conserveringstechniek halffabricaten levensmiddelen 39

4.1 Overzicht afgeronde projecten Energiebesparing in de gebouwde omgeving 43

4.2 D2C-airco 49

4.3 Lake Source Cooling 53

4.4 De Wijk van Morgen 57

4.5 Demonstratie dynamische LED sportveldverlichting 61

4

5.1 Overzicht afgeronde projecten Bio-energie 65

5.2 Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa 69

5.3 Planten maken elektriciteit & biofuels 73

5.4 Demonstratie eenheid bio-methanol 77

6.1 Overzicht afgeronde projecten Gas 81

6.2 Rijden op Groente-, Fruit en Tuinafval 83

6.3 Milena-Olga technologie voor productie van groen gas 87

6.4 Superkritische vergassing productie groen gas en biologische kunstmestvervanger 91

7.2 Overzicht afgeronde projecten Wind op zee 95

7.2 Grenslaagafzuiging voor windturbinebladen 97

7.3 Buigmomentarme windturbine 101

7.4 INNWIND: Innovatie in ontwerpkennis windconversie 107

8.1 Overzicht afgeronde projecten Zon PV 111

8.2 Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN) 113

8.3 Efficiënte organische zonnecellen printen - Apollo 117

8.4 Hi-RASE: High-Rate deposition of Amorphous Silicon 121

9.1 Overzicht afgeronde projecten Smart Grids 125

9.2 SmartProofS 127

9.3 Energieadvies op maat via gebruik van slimme meters 131

9.4 Transitie Roadmap Energie Infrastructuur in Nederland (TREIN) 135

Projectencatalogus Energie-innovatie 139

Links 139

Bronnen 139

5

Innovatie is van levensbelang voor Nederland. Helaas kunnen we het niet op commando af-dwingen. We zijn afhankelijk van de creatieve pioniers die de moed, het geduld en het doorzet-tingsvermogen hebben om energie-innovatie waar te maken. Die er niet voor schromen om gewoon weer opnieuw te beginnen als de veelbelovende vernieuwende route een doodlopen-de weg blijkt te zijn. Neelie Kroes drukte het treffend uit in haar speech Innovating Europe: ‘If we really want innovation to transform Europe, we need to innovate in our mindset. Because innovation does not come from central commands from Brussels – it comes from Europe’s innova-tors, people who are making a difference. We need those people – people like you- to know you should not be afraid to take risks. To know that failure is an event, not a person. To know that it doesn’t matter if you try something new and it doesn’t work: you learn from the experience, and just go on trying something else.’ In deze notitie komen Nederlandse innovators aan het woord. Zij werkten met steun van Agent-schap NL aan projecten gericht op energie-innovatie. Zij vertellen niet alleen over hun succes-sen, maar ook over de moeilijke momenten en mislukkingen die er vaak aan vooraf gingen. Agentschap NL wil hen dan ook van harte bedanken voor de inspirerende lessen voor de toe-komst. Die is al begonnen, zo blijkt uit de avonturen. Met veel dank aan de volgende pioniers: André Roelofs, Roelofs Planontwikkeling Anton Wemmers, Energieonderzoek Centrum Nederland Arlette Hesselink, Rescon Arthur van der Lee, Optimair Bernard Bulder, Energieonderzoek Centrum Nederland Coert Peters, Rova David Strik, Wageningen Universiteit Eric Terry, Actiflow Erwin Eymans, Topell Energy Frank Hagg, Innovy Frans Franssen, Koninklijke Coöperatie Cosun U.A. Geert Verbong, Technische Universiteit Eindhoven Gertjan de Wit, Bries Energietechniek Gerton Smit, GENSOS Guus Bertels , Bronswerk® Heat Transfer Hendrik Greven, Oxxio Hilbrand Does, Oxxio Kees de Blok, Aster Thermoakoestische Systemen Ludo Kockelkorn, Zuyd Hogeschool Marinus Jan Veltman, LEDexpert Marten van der Laan, ICT Automatisering Michèle Koper (Ecofys), BioMethanol Chemie Nederland Miro Zeman, Technische Universiteit Delft René Janssen, Technische Universiteit Eindhoven René van Swaaij, Technische Universiteit Delft Wil Sierhuis, HVC Wilfert van Veldhoven, Sensus

7

In opdracht van Agentschap NL, divisie NL Energie en Klimaat, voerde Van Kempen een kwalita-tief onderzoek uit naar de resultaten van afgeronde projecten gericht op energie-innovatie1 verdeeld over de zeven thema’s van de topsector Energie.

1.1 Achtergrond en doelstelling

Topsector Energie en innovatiecontract

De Nederlandse overheid selecteerde negen topsectoren waarin Nederland uitblinkt. Doel is om met gerichte investeringen in deze sectoren de positie van Nederland op wereldniveau te ver-sterken. De Energiesector is één van de negen topsectoren. Het topteam Energie – met een wetenschapper, een topambtenaar, een innovatieve MKB’er en een boegbeeld uit de sector (Michiel Boersma)- bracht de kansen en knelpunten voor de sector in kaart. Dat vormt het fun-dament voor het Innovatiecontract Energie met inhoudelijke en financiële afspraken om de knelpunten op te lossen en de kansen te verzilveren. Bedrijven, wetenschappers en de overheid werken samen in Topconsortia voor Kennis en Inno-vatie (TKI’s). De TKI’s stelden innovatiecontracten op voor zeven kansrijke energiethema’s. Via tenders werken bedrijven en onderzoekers de komende jaren aan innovatieve projecten om de gestelde doelen te verwezenlijken.

Lessen uit de praktijk ter inspiratie voor TKI’s en innovators

Het afgelopen decennium ondersteunde Agentschap NL ruim duizend projecten gericht op energie-innovatie1. Meer dan vijfhonderd projecten zijn afgerond, van ruim driehondervijftig projecten is het eindrapport beschikbaar. De resultaten en lessen die zijn geleerd, kunnen de TKI’s en individuele bedrijven en onderzoekers inspireren om energie-innovatie vorm te geven. Vaak is echter niet precies bekend hoe de uitvinding in de markt is gezet na afloop van het pro-ject. Waarom is een technologie juist wel of juist niet verder ontwikkeld? Welke lessen leerden de betrokken innovators? En welke adviezen zouden zij collega-innovators geven?

Doelstelling

Tegen deze achtergrond luidde de doelstelling van het onderzoek als volgt: Het geven van in-zicht in de vervolgactiviteiten en lessen van een aantal afgesloten EOS-projecten met het oog op het inspireren, verbinden en versterken van de TKI’s en individuele bedrijven en onderzoe-kers die werken aan energie-innovatie.

1.2 Onderzoeksmethode en aanpak

Desk-research

Relevante bronnen voor desk-research zijn bestudeerd, zie literatuurlijst. Het gaat ondermeer om overzichten van resultaten van EOS-LT en EOS-DEMO, een actorenanalyse van de betrokken

1 Vanuit de programma’s: Energie Onderzoek Subsidie (EOS) en Innovatieagenda Energie (IAE).

8

partijen bij het EOS-programma en een kwalitatieve analyse van het slagen en falen van energie-innovatieprojecten.

Selectie projecten

Vervolgens zijn uit alle afgeronde projecten waarvan het eindrapport beschikbaar is, geschikte cases geselecteerd per thema, in nauwe afstemming met projectadviseurs van Agentschap NL. Gezien de onderzoeksdoelstelling, was de belangrijkste vraag bij de selectie: van welke projec-ten kunnen we veel leren, welke resultaten kunnen andere bedrijven en onderzoekers inspire-ren? Per thema zijn projecten geselecteerd om nader te belichten:

Energiebesparing in de industrie.

Energiebesparing in de gebouwde omgeving.

Gas.

Bio-energie.

Smart grids.

Wind op zee.

Zon-pv.

Interviews en projectinformatie

Van de gekozen projecten bestudeerde de onderzoeker het eindrapport en de beschikbare bronnen. Daarnaast zijn diepte-interviews gevoerd met de ondernemers en onderzoekers die de projecten uitvoerden. In de gesprekken is bekeken wat de resultaten in de markt zijn en is in-gaan op de ‘lessons learned’. In totaal zijn drieëntwintig projecten bestudeerd. Hiervoor zijn zevenentwintig respondenten geïnterviewd die energie-innovatie aan den lijve hebben ervaren en uit ervaring spreken.

Projectbeschrijvingen, analyse en rapportage

De interviews en desk-research zijn tot slot geanalyseerd en verwerkt tot projectbeschrijvingen. Hieruit zijn vervolgens overkoepelende lessen en conclusies getrokken.

1.3 Leeswijzer

Obstakels, valkuilen, kansen en lessen

Het tweede hoofdstuk bespreekt de overkoepelende bevindingen: welke reis maakten de inno-vators op weg van de tekentafel of het laboratorium naar de markt? We kijken naar de geleerde lessen en beantwoorden de vraag: Welk advies geven de geïnterviewde onderzoekers en on-dernemers aan collega-innovators?

Uitgelichte projecten per thema

De volgende hoofdstukken beschrijven per thema drie à vier projecten, voorafgegaan door een lijst met afgeronde projecten waarvan het eindrapport beschikbaar is. Zodoende kunt u makke-lijk de thema’s bekijken die uw interesse hebben. De uitgelichte projecten kunnen TKI’s en indi-viduele innovators die werken aan deze thema’s inspireren en versterken.

Geraadpleegde bronnen en wegwijzer

In de bijlagen treft u een wegwijzer voor nadere informatie en de bronnenlijst.

9

1.4 Overzicht bestudeerde projecten

Titel Aanvrager Start Einde Referentie E

ne

rgie

be

spar

ing

ind

ust

rie

Flexioil Aero-Whizz® Fan, Whizz-

Wheel®

Bronswerk® Heat

Transfer

aug-05 mei-10 KTOH02038 DEMO07001

Thermo-Akoestische Systemen voor op-waarderen van industriële restwarmte (TASOR)

Energieonderzoek Centrum Nederland

mei-05 feb-09 EOSLT04022 EOSLT07022

Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie (ROSA)


jan-06 feb-11 EOSLT07022

Demonstratie van een nieuwe, energie-zuinige conserveringstechniek voor halffabrikaten van levensmiddelen

Koninklijke Coöpe-ratie Cosun U.A.

jun-05 feb-10 DEMO09001

E-b

esp

arin

g b

ou

w Dry to Cool airco (D2C) Optimair apr-06 mrt-08 IS073001

DEMO10006

Lake Source Cooling Eesermeer UR Cool jan-06 dec-09 DEMO09020

De wijk van Morgen Zuyd Hogeschool aug-06 aug-10 DEMO11004

Demonstratie dynamische LED-sportverlichting

LEDexpert jan-06 jun-10 DEMO11027

Gas

Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa

Topell Energy aug-07 dec-11 DEMO11002

Planten maken elektriciteit & biofuels Wageningen Universiteit

mei-07 nov-11 EOSLT06020

Demonstratie Eenheid Biomethanol BioMethanol Chemie Nederland

nov-06 dec-09 DEMO08040

Bio

-en

erg

ie Rijden op GFT Rova jan-07 aug-11 UKR04017

Milena-Olga technologie als basis voor de productie van groen gas

HVC jul-06 jul-10 KTOT02058

SCWG van natte mest voor productie van groen gas

GENSOS jul-08 dec-10 NEOT07001

Win

d o

p z

ee

Grenslaagafzuiging voor windturbine-bladen

Actiflow jul-09 dec-09 NEOT06002

Kosteneffectieve buigmomentarme windturbine, Balanced force turbine

Innovy jun-09 mei-10 NEOH04010

INNWIND Energieonderzoek Centrum Nederland

nov-08 mei-10 EOSLT08001

Zo

n P

V

Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN)

TU Delft jan-07 aug-11 EOSLT04029

Hi-Rase (High-Rate deposition of Amor-phous Silicon using RF modulated Ex-panding thermal plasma)

TU Delft jun-10 apr-11 EOSLT01006

Efficient areal organic solar cells via printing (PowerPlastic)

TU Eindhoven okt-08 sep-11 ERAPV01005

Sm

art

Gri

ds SmartProofS ICT Automatisering jul-09 jul-10 IS074001

Energieadvies op maat, slimme meters Oxxio jan-09 dec-09 DEMO08014

TREIN - deel I en deel 2 TU Eindhoven okt-07 jun-08 EOSLT05017 EOSLT08032

11

2.1 Resultaten en vervolgactiviteiten in perspectief

De resultaten en vervolgactiviteiten van de bestudeerde projecten zijn zeer divers. Een project vormt meestal één etappe van een reis die al eerder begon, soms zelfs decennia geleden. De innovators zetten de reis meestal ook voort na het afronden van het project. Wat is de eindbestemming? Een innovatie is een vernieuwing die ook daadwerkelijk wordt ge-bruikt in de praktijk2. Een innovatie onderscheidt zich daarmee van een uitvinding. Dat zou kun-nen betekenen dat projecten die (nog) niet leiden tot marktpenetratie, per definitie als (nog) niet succesvol bestempeld worden. Er zijn echter ook projecten uitgelicht die nadrukkelijk gericht zijn op de lange termijn. Het doel van deze projecten is bijvoorbeeld om een ‘proof of principle’ te leveren: bewijzen dat het idee werkt in het laboratorium. Een onmisbare etappe maar nog mijlenver verwijderd van de produc-tie en verkoop van een product op industriële schaal. De onderzoekers weten dat de weg van een uitvinding naar een goed verkopende technologie lang is en zijn zich bewust van hun positie op de kaart. Ze weten dat er nog vele etappes moeten volgen voor de eindzege. Sterker nog, als universiteiten fundamenteel onderzoek verrichten om bepaalde principes te doorgronden, kan falen ook succes beteken. Als onderzoekers aantonen dat een idee niet werkt, kunnen zij im-mers de aandacht op kansrijke alternatieven richten. Het volgende citaat illustreert dit: ‘Wat moet je bij een innovatief onderzoeksproject absoluut doen om succes te hebben? Dat is géén goede vraag. Wat is succes? Dat moet je definiëren. In het project gaan we na of bepaalde ideeën kloppen. We hebben een wetenschappelijke benadering. Om de onderzoeksdoelen te realiseren moet je keihard werken en veel experimenten doen. Voor je begint moet je helder voor de geest hebben welke vragen je hebt. Een goed begin is het halve werk. Dit project is gestoeld op een aantal hypotheses. De werkelijkheid bleek anders te zijn; we moesten verschillende hypotheses verwerpen. Maar de conclusies bieden daardoor juist weer openingen voor verdere verbeteringen. Ik heb ook meegemaakt dat uit onderzoek bleek dat de hele methode niet werkte. Toch was het een succesvol onderzoek dat leidde tot publicaties. En bedrijven weten dan: dit hoef je niet meer te proberen, dat heeft toch geen zin. Het is dus ook waardevol om te weten welke routes je links kunt laten liggen.’

René van Swaaij, TU Delft High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma (HI-RASE)

» naar projectbeschrijving Om die reden bekeken we telkens de resultaten vanuit het doel van het project: in hoeverre is dit gerealiseerd? Was deze ene etappe succesvol? En we bekeken welke vervolgactiviteiten zijn verricht. Als de eindbestemming nog niet bereikt is, wordt de reis voortgezet? Hoeveel etappes liggen er in het verschiet? Hoe wordt de kans van slagen van de volgende etappes ingeschat? Daarnaast bekeken we welke obstakels de innovators tegenkwamen en hoe zij deze overwon-nen. Daaruit kunnen we lessen trekken voor collega-innovators en inspiratie bieden voor nieuwe reizen op weg naar energie-innovaties.

2 Bron: De Innovatiemotor, Marko Hekkert, 2010.

12

2.2 Goed idee en een heldere, behapbare eindbestemming

De geïnterviewden benadrukken dat een sterk idee weliswaar ten grondslag ligt aan succesvolle innovaties, maar dat een goed idee niet automatisch leidt tot een succesvolle marktintroductie. Het einddoel van het project moet helder zijn. Als de eindbestemming leidend is voor beslissin-gen die het onderzoeksteam gedurende de rit neemt, is de kans op succes namelijk veel groter. Focus is dus cruciaal. Het project behapbaar houden door een strategische afbakening ook. Een te hoge ambitie kan averechts werken. Te veel willen in te weinig tijd blijkt een faalfactor. De volgende citaten illustreren dat de combinatie van een sterk idee, een heldere eindbestem-ming en een goede afbakening het fundament vormen van succesvolle innovaties. ‘Bij onderzoek naar innovaties moeten onderzoekers elke dag beslissingen nemen. Waar richten we ons op? Wat doen we als we bepaalde obstakels of juist kansen tegenkomen? Een lange termijn doel waar overeenstemming over is, is cruciaal om gedurende de rit goede beslissingen te kunnen nemen. Vergelijk het met een voetreis naar Rome. Er zijn vele wegen die naar Rome leiden. Maar als je het einddoel niet goed voor ogen houdt, kom je uiteindelijk in Moskou terecht. De weg loopt niet recht, je moet ook niet bang zijn voor omwegen, maar de reisbestemming moet je consequent voor ogen houden. Anders zwalk je ongemerkt ergens anders heen.’

René Janssen, TU Eindhoven Efficient areal organic solar cells via printing (PowerPlastic)

» naar projectbeschrijving ‘Ons projectvoorstel baseerden we op de visie dat de trend naar grotere turbines steeds meer zou vergen van de ontwerper. Dat was een goede visie. Turbines met een rotordiameter van honderdtwintig meter zijn nu al verkrijgbaar, er wordt gewerkt aan windturbines met rotordiameters van meer dan honderdzestig meter. Dat vraagt om slimme en innovatieve oplossingen. We bouwden het plan vervolgens op uit behapbare stappen die je kunt overzien. Dit is belangrijk om het risico te dempen. Het kaartenhuis mag niet meteen instorten als er een kaart uitvalt. Hierdoor hebben we toch een goed eindproduct ook al zijn we halverwege de rit gestopt.’

Bernard Bulder, ECN INNWIND

» naar projectbeschrijving

‘Het opschalen van technologie is een echte Processie van Eternach: drie stappen vooruit en twee stappen achteruit. Als je de scope voorzichtiger formuleert heb je meer kans op succes. Je kunt beter kleine stappen nemen met een hoge slaagkans dan een grote gedurfde sprong wagen waarmee je in het moeras kan belanden. Als het dan tegenzit, moet je eerst het moeras uitploeteren voor je weer verder kan; dat kost veel tijd en geld. Maak dus een goed doordacht projectplan met een beperkte scope, opgebouwd uit kleine stappen.’

Anton Wemmers, ECN Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie (ROSA)


‘Zorg dat de doelstelling en onderzoeksvraag helder zijn. Waarom is het onderzoek nuttig? Je moet niet te veel poespas hebben. Als je veel subonderdelen definieert, maak je het voor jezelf en de opdrachtverlener moeilijk. De onderzoeker moet het project op een half A4tje kunnen uitleggen.’

René van Swaaij, TU Delft HI-RASE: High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated Expanding thermal plasma


13

2.3 Overtuiging en doorzettingsvermogen

Innovatieve ideeën ontmoeten ongeloof. Marktpartijen zijn vaak sceptisch. Ze zijn niet zomaar overtuigd van de beloften van een innovatie. De innovator moet een weerwoord hebben en geduld. Nog beter is als het innovatieteam kan bewijzen dat het werkt. De meeste markten zijn behoudend en mijden risico’s. Een demonstratieproject werkt goed om weerstand weg te ne-men: eerst zien, dan geloven. Als de technologieontwikkeling zich in een pril stadium bevindt, is dat uiteraard nog geen optie. Vaak gaat de introductie van nieuwe technologie gepaard met de toetreding van nieuwe spelers op de markt. Daar zitten cowboys tussen. Ze beloven prestaties die ze niet waarmaken en ma-ken fouten. Ze installeren bijvoorbeeld apparatuur die klachten veroorzaakt of die een korte levensduur heeft. Vertrouwen komt te voet en gaat te paard; één mislukt project heeft veel meer impact dan tien succesvolle projecten. Het wantrouwen moet je wegnemen door waar te maken wat je belooft. Belangrijke les is dat moed en doorzettingsvermogen nodig zijn om energie-innovaties van de grond te trekken en de bijbehorende tegenslagen te overwinnen. Andere veel gehoorde termen zijn standvastigheid en overtuigingskracht. ‘Je moet bestand zijn tegen kritiek. Veel mensen vinden het eerst fantastisch klinken. Dan vragen ze: om hoeveel stroom gaat het? En concluderen vervolgens: zonnecellen zijn efficiënter. Het te-genargument is dat je met deze technologie natuur kunt combineren met stroomproductie. Dat opent totaal nieuwe mogelijkheden. Het kost tijd en moeite om mensen te overtuigen en de ogen te openen voor andere perspectieven. Ik heb het al honderden keren uitgelegd dus voor mij is deze technologie een doodnormale zaak. Het houdt je scherp als mensen kritisch zijn maar je moet er mee om kunnen gaan en je moet een lange adem hebben.’

David Strik, Universiteit Wageningen Planten maken elektriciteit & biofuels


‘We leverden altijd koelinstallaties maar maakten de ventilatoren niet zelf, die kochten we in. Iedereen verklaarde ons dan ook voor gek. De grootste weerstand kwam uit eigen gelederen: “waarom moeilijk doen als het makkelijk kan?” Het tegenargument was: als we zelf de technologie ontwikkelen, kunnen we ook zelf bewijzen dat het beter presteert. Om ventilator en koellichaam tot één geheel te smeden, moet je vervolgens ingewikkelde stromingsberekeningen uitvoeren. De directie gaf groen licht voor honderden computersimulaties om zo de stromingsverschijnselen te doorgronden. Als je interne weerstand ontmoet, heb je als leiding geen andere keuze dan dictatoriaal doorzetten. Daar is durf en moed voor nodig.’

Guus Bertels, Bronswerk® Heat Transfer Flexioil Aero-Whizz® Fan, Whizz-Wheel®

» naar projectbeschrijving ‘Een uitvinder had een baanbrekend idee om energiezuinig te drogen met een materiaal dat met minimaal energiegebruik vocht aan de lucht onttrekt en weer afgeeft. Niemand wilde er mee aan de slag maar Ton Letwory, de trekker van het project en oprichter van Optimair, vond het idee intrigerend en verdiepte zich in de details. Dat was in 2005. Als je begint met een idee moet er nog heel veel water door de Rijn stromen voor je omzet en winst draait. Er zijn in het begin weinig mensen die erin geloven en risico willen lopen. Het was dan ook belangrijk dat Agentschap NL

14

subsidie gaf om een werkend systeem te kunnen ontwikkelen dat we in de praktijk konden testen. We zijn nu zeven jaar verder en verkopen de eerste producten.’

Arthur van der Lee, Optimair Dry to Cool Airco (D2C)


‘Mijn advies aan collega-innovators? Hou vol! Je hebt zeker doorzettingsvermogen nodig. Van ‘technibeten’ om je heen hoor je steeds: “Is het nog niet klaar? Zou je er niet mee stoppen?” De meeste mensen (zonder technische achtergrond) hebben geen goed beeld hoe de engineering en ontwikkeling van een nieuwe technologie in zijn werk gaat. Je ziet vaak niets, je doet veel op de computer middels berekeningen en simulatiemodellen. De kunst is om er zelf in te blijven geloven terwijl je omgeving er aan twijfelt. Daar moet je nooit in meegaan! Anders geef je het op. Wij weten dat technologische ontwikkeling veel tijd kost en hard werken vergt. We zien de voortgang die we stapje voor stapje maken onder meer in de positieve experimentele resultaten en de grote interes-se vanuit de markt in deze technologie.’

Gerton Smit, GENSOS Superkritische vergassing natte mest voor productie groen gas & biologische kunstmestvervanger


2.4 Goed team en vertrouwen in partners

De kunst is om een team samen te stellen met de beste specialisten en er vervolgens voor zor-gen dat ze hetzelfde doel nastreven. Ze moeten begrijpen dat ze een gezamenlijk belang heb-ben dat intensieve samenwerking vereist. Het team moet op één lijn staan, dezelfde visie delen. Het is minstens zo belangrijk om met goede partners en leveranciers te werken die je kunt ver-trouwen. Met partijen die verder kijken, die hard werken en die uithoudingsvermogen hebben. Omdat dit type projecten veel vergt van de betrokkenen, is het van belang dat partners en teamleden sterk gemotiveerd zijn, sterker dan bij ‘normale’ projecten. Geld mag niet de voor-naamste drijfveer zijn, de wens om een bijdrage te leveren aan een technologische doorbraak en aan een betere wereld is zeker zo belangrijk. Voor de benodigde slagkracht moet de innovator snel kunnen beslissen en manoeuvreren. Meerdere respondenten benadrukken dat dit alleen lukt door met een klein team te werken, gevrijwaard van ingewikkelde besluitvorming. ‘Het is belangrijk om te opereren met een kleine maar goed gefinancierde club, met mensen die niet gebonden zijn aan grote organisaties en regeltjes. Dat vertraagt namelijk enorm. Dat is ook de reden dat veel grote bedrijven hun R&D onderbrengen bij kleine clubjes. Dan heb je geen politieke protocollen die veel geld en tijd te verslinden.’

Erwin Eymans, Topell Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa


‘Dit was het meest succesvolle project uit mijn carrière, het was een perfect onderzoek. We hebben zelfs meer bereikt dan gepland en kregen ook nog nieuwe veelbelovende ideeën. Bijvoorbeeld om naar een “modulated surfuce texture” te gaan, dat gaat een stap verder dan periodisch. Het is na twee jaar nog steeds een belangrijk onderwerp in de community en wij hebben het geïnitieerd. Daar ben ik trots op! Wat moet je doen, om zo veel succes te hebben? Succes is een combinatie van veel factoren. Een goed bedacht voorstel, daar begint het mee. Goede timing. Een goed team.

15

OM&T had de technologie. ECN en Helianthos pasten het toe op zonnecellen. En de universiteit werkte met succes op fundamenteel niveau aan het proof of concept. Ik was altijd gelukkig met de mensen in ons team. Al jaren hebben we een goede sfeer. Het hangt sterk af van de mensen die het uitvoeren. We hadden ook een heel goede promovendus en postdoc aan boord, dat speelt ook een belangrijke rol.’

Miro Zeman, TU Delft Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN)


‘We hadden ook halverwege kunnen stoppen. Je hebt doorzettingsvermogen nodig om alle obsta-kels te overwinnen. Je moet blijven communiceren met elkaar. Goede communicatie met alle par-tijen bevordert de slagingskans van zo'n project enorm. Gezamenlijk kun je zo steeds kijken naar een passende oplossing. Openheid is daarbij belangrijk! Zoek daarom partners die goed bij je pas-sen. Die dezelfde doelstelling hebben wat betreft maatschappelijk verantwoord ondernemen en daar ook het lef voor hebben, die doorgaan ook al kost het een paar jaren en kost het extra geld. Die niet meteen met facturen gaan zwaaien als je wat meer uren moet draaien. Als je wat geeft, krijg je wat terug. Je kunt je als bedrijf er mee profileren.

André Roelofs (Roelofs Planontwikkeling) en Gertjan de Wit (Bries Energietechniek) Lake Source Cooling Eesermeer

» naar projectbeschrijving ‘Je moet een goed en slagvaardig consortium hebben, met de neuzen dezelfde kant op. We waren met een klein groepje, gedreven om tot resultaten te komen. Het is ook belangrijk dat je een goed maar flexibel plan hebt.’

Marten van der Laan, ICT Automatisering SmartProofS


2.5 Kruisbestuiving door multidisciplinaire aanpak

Complexe problemen met veel facetten, vragen om multidisciplinaire oplossingen. Acceptatie van gebruikers, betaalbaarheid, technische eisen, allerlei maatschappelijke factoren spelen een rol. Vanwege het multidisciplinaire karakter van energie-innovaties, moeten de initiatiefnemers de voorbereiding in een vroeg stadium starten. Alle relevante invalshoeken moeten betrokken zijn om goede oplossingen te kunnen ontwikkelen. Vaak zijn verschillende specialisten nodig: ingenieurs, technici, programmeurs, economen, sociale wetenschappers. Er moeten veel neu-zen dezelfde kant op staan. Een gezonde economische onderbouwing en een transparant ver-dienmodel zijn van belang en vergen een andere expertise dan technische know how. ‘Je moet alleen met de beste uit elk vakgebied samenwerken. Er zijn veel goede ingenieursbureaus. Maar een ingenieur die alles van warmte weet, weet niet alles van constructies. Dat kan niet. Als je twee kennisgebieden in één ingenieur combineert, weet hij te weinig om de beste te zijn op één deelgebied. Vervolgens moet je dit soort mannen en vrouwen overtuigen dat ze hetzelfde belang hebben. Je moet steeds een brug slaan, je moet ze om de tafel zetten en laten praten met elkaar. Anders blijven ze op hun eilandje zitten. Je bent dus een coach. We werken met mensen die veel slimmer zijn dan wij. Maar het cement tussen de bouwstenen, daar zorgen wij voor.’



16

‘Het was heel leerzaam om met zo’n multidisciplinair team samen te werken: mensen met kennis van de netinfrastructuur, de economen die de businessmodellen ontwikkelden, de technici met kennis over de mogelijkheden om apparaten aan systemen te koppelen. Fascinerend. Juist die kruisbestuiving is nodig om slimme netten tot een succes te maken.’

Marten van der Laan, ICT Automatisering SmartProofS

» naar projectbeschrijving ‘Technisch lukken sommige dingen niet die je wilt doen. Of de resultaten die je haalt, blijken moei-lijk te reproduceren in een ander lab. Door deze obstakels op te lossen kom je verder. Een multidis-ciplinair team is daarvoor een vereiste. Onderzoekers van een andere discipline hebben een andere blik en een andere mening. Die zeggen dan: “we zouden het zus of zo kunnen doen”. Daar heb je dan zelf niet aangedacht. De truc is om het team van onderzoekers en bedrijven zo te mengen dat er kruisbestuiving optreedt die leidt tot nieuwe inzichten. Je moet ook niet elke avond met dezelf-de mensen naar hetzelfde café gaan: op een gegeven moment ben je uitgepraat. We zijn nu gecon-fronteerd met andere meetmethoden, nieuwe manieren om te karakteriseren. Daar moet je je echt in verdiepen. De eerste keer begrijp je het niet, de tweede keer iets beter en daarna valt het kwart-je en heb je echt wat geleerd. Ons hele werk is er opgericht om technische obstakels zo te overwin-nen.’

René Janssen, TU Eindhoven Efficient areal organic solar cells via printing (PowerPlastic)

» naar projectbeschrijving ‘Belangrijkste les, is dat waardevolle inzichten ontstaan door met zéér verschillende disciplines naar een complex systeem te kijken. Economen, ingenieurs en sociale wetenschappers: in de begin-fase van het project besteedden we veel aandacht aan het leren kennen van elkaars werkwijzen, methoden en aannames. Die verschillen enorm! Als je het te technisch aanpakt, werkt het niet. Als je het te economisch of te sociaal aanpakt, werkt het ook niet. Je moet écht de verschillende di-mensies gelijkwaardig aan bod laten komen. Het zijn nog te veel gescheiden werelden, helaas. Want het blijkt dat je pas tot vernieuwende inzichten komt, als je hetzelfde probleem op verschil-lende manieren bekijkt. Dus zowel kijken naar wat technisch mogelijk is, als wat de economische implicaties zijn én welke gedrags- en sociale facetten er aan vastzitten.’

Geert Verbong, TU Eindhoven TREIN 1 en 2


2.6 Veerkracht om tegenslag te overwinnen

Innovatief onderzoek vereist een flexibel plan en een flexibele begroting. Doordat onderzoe-kers nieuwe methoden testen, is het logisch dat er onverwachte resultaten zijn die om een an-dere aanpak vragen. Ook spreekt het voor zich dat zij technische problemen op hun weg vin-den. Bij opschaling naar grotere installaties kom je bijvoorbeeld altijd onverwachte obstakels tegen. Dan moet het projectteam kunnen omschakelen en bijvoorbeeld andere apparatuur aan-schaffen dan gepland of een extra investering doen om een obstakel uit de weg te ruimen. Ook komt het regelmatig voor dat toeleveranciers hun beloften niet kunnen waarmaken en dat an-dere partners gezocht moeten worden. Problemen zijn eerder regel dan uitzondering en kun-nen zich op alle fronten voordoen: technisch, organisatorisch, juridisch, sociaal, financieel, be-drijfseconomisch, commercieel.

17

Als het projectteam en de begroting voldoende flexibel zijn om de aanpak te wijzigen en tegen-vallers op te vangen, is dat geen probleem. Dan leer je juist van tegenvallers. Als het team er niet op ingesteld is – lees: er niet tegen bestand is- en als het plan en de begroting in beton zijn gegoten, loopt het project vast. Het is dus belangrijk om rekening te houden met tegenslag. En om gedurende de rit een open vizier te hebben voor onverwachte uitwegen. Problemen leiden dan tot nieuwe inzichten en meer veerkracht. En zijn zodoende voedingsbron voor creatieve oplossingen.

‘Het oorspronkelijke plan om grenslaagafzuiging te benutten voor betere prestaties van bestaande bladen of voor het opvangen van windstoten bleek niet levensvatbaar. Maar juist het nieuwe idee om goedkope dikkere bladen te ontwerpen die toch goed presteren is kansrijk. Zo gaat het vaak. Je moet dus niet angstvallig vasthouden aan je plannen, maar creatief omgaan met technische obstakels. Dan kun je vaak een sprong maken.’

Eric Terry, Actiflow Grenslaagafzuiging voor windturbinebladen

» naar projectbeschrijving ‘Zorg voor voldoende uithoudingsvermogen. Dat heb je nodig. In het hele voorbereidingstraject moet je goed verkennen wat er mogelijk is. Houd rekening met allerlei hobbels en zorg dat je capaciteit hebt om problemen op te lossen. Wat wij hebben gedaan om tegenslagen te overwinnen? Onze aanpak kun je als volgt samenvatten: Learning by doing. Dat is inherent aan innovatieprocessen. Er is geen Handboek Soldaat met een stappenplan: deze problemen ga je tegenkomen en zo kan je ze oplossen. Je lost het gaandeweg samen op met de leveranciers van de techniek en met de netwerkbedrijven. Als bedrijf kun je het niet alleen oplossen. We zitten heus niet altijd als vrienden aan tafel. Er spelen verschillende belangen. Er zijn momenten dat je zegt: “Als jullie er aan gedacht hadden, hadden we dat probleem niet gehad”. Dat is inherent aan dit soort processen. Het zijn trajecten van lange adem. Als je elkaar vertrouwt, kom je er samen uit.’

Coert Peters, Rova Rijden op GFT

» naar projectbeschrijving ‘Je komt de technische obstakels waar het om draait pas tegen als je het echt in de praktijk gaat brengen. Vanuit de planning gezien is het vervelend: de technische obstakels vertragen het project. En je kunt het niet echt plannen omdat je niet kan voorspellen welke technische problemen er zul-len spelen. Vanuit onderzoeksperspectief blijken deze obstakels juist waardevolle inzichten op te leveren.’

Anton Wemmers, ECN Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie (ROSA)

» naar projectbeschrijving ‘Het is vallen en weer opstaan. De groep die enthousiast is, zie je groeien. Zo ook het ambitieniveau. In het begin zeiden we: “Stoppen met beton”. Nu zeggen we: “Stoppen met ontwerpen voor de voor groene weide”. Dat is eerst een schok voor de professionals die al vijfentwintig jaar bezig zijn met nieuwbouw. Dan krijg je een stevige discussies over de route en het tempo. En het nut van het hele proces. Het gaat zeker niet allemaal van een leien dakje. Je moet samen met een sterk team er in blijven geloven en doorzetten.’

Ludo Kockelkorn, Zuyd Hogeschool De Wijk van Morgen


18

2.7 De praktijk is de beste leermeester

Om een innovatie met succes naar de markt brengen, is medewerking van fabrikanten onont-beerlijk. Het is belangrijk om naar de markt te luisteren nog vóórdat het projectplan wordt op-getuigd. Betrokkenheid van marktpartijen verhoogt de levensvatbaarheid van energie-innovaties sterk.

Een proof of principle toont aan dat de kerngedachte van de technologie klopt. Vervolgens zijn duurtesten in een pilot nodig om technische problemen aan het licht te brengen en op te los-sen. Dit levert munitie voor de engineering van een demo-installatie. De opschaling van een laboratoriumopstelling naar een demosysteem leidt tot technische problemen waarvoor de innovator oplossingen moet vinden. Daar leer je veel van, je moet naar andere concepten en oplossingen bij een grotere schaal. Geïnterviewden adviseren daarom: wacht niet te lang met de praktijktoets en wees pragmatisch. Een goede combinatie van creativiteit, theorie en praktijk is ideaal voor innovaties. Al doende leert men.

‘Het begint met het idee. Dat hebben we heel goed ingeschat, we dachten “dit gaat over paar jaar een heel belangrijke rol spelen”. En dat klopt. Je kunt er ook naast zitten. Door het project behoort onze groep nu tot de wereldtop. We kregen vervolgens inzicht in de verschillen tussen random en periodische structuren door eerst simulaties uit te voeren en vervolgens de zonnecellen écht te bouwen. Dat was de sterke kant van ons team: simuleren én maken. Dat versterkt het enorm. Het gezegde luidt toch ook: “The proof of the pudding is in the eating”. We hebben aan kunnen tonen dat het echt werkt in de praktijk, op labschaal.’

Miro Zeman, TU Delft Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN)


‘We leerden van onze ervaring met Ferrari dat samenwerking met een fabrikant enorme voordelen heeft. Zij hebben inzicht in de markt, ze beschikken over de juiste informatie en krijgen veel sneller de marktintroductie en financiering rond. Zonder ‘launching customer’ beginnen we niet meer met deze stap. We hebben afgesproken dat Actiflow nog wel haalbaarheidsstudies uitvoert, maar geen enkele stap verder zet richting de markt zonder partner. Mensen met een technisch wetenschappe-lijke achtergrond blijven achter hun bureau zitten. Ze zijn bang voor geheimhouding. Maar zo kom je niet verder. Je blijft dan in je eigen verhaal ronddraaien. Input van de markt is zó belangrijk. Daarom praten we veel met windturbinefabrikanten, dan krijg je toch input. Maar we merken dat je pas zeker kan zijn dat hun input echt goed doordacht is, als ze ook betalen. Het is namelijk voor-gekomen dat fabrikanten zo maar wat zeggen om er van af te zijn. Het hoeven geen grote bedra-gen te zijn. Belangrijk is dat ze de drempel nemen, een klein bedrag betekent ook dat ze écht geïn-teresseerd zijn. We concluderen dat er geld uit de markt moet komen voor succesvolle innovatie.’



‘Besteed in een zo vroeg mogelijk stadium aandacht aan de ontsluiting van de markt. Door markt-ontsluiting als activiteit te benoemen in voorbeeldprojecten, komt er meer focus op te liggen. Geef expliciet aandacht aan hoe je ‘launching customers’ en ‘early adopters’ al kunt bereiken tijdens het project. Als je pas na afloop hier mee aan de slag gaat, heb je een achterstand en heb je wellicht bepaalde stappen over het hoofd gezien.’

Marinus Jan Veltman, LEDExpert Demonstratie dynamische LED sportverlichting


19

‘Het eerste octrooi is een voet tussen de deur. Je publiceert het zodat andere marktpartijen er niet aan beginnen. Dat geeft je de voorsprong om het idee verder te ontwikkelen. In mijn vorige functie als ideeënman van Stork heb ik dat zo vaak gezien. In de praktijk ontdek je pas de echte problemen. De oplossingen hiervoor zijn vaak patenteerbaar. En die patenten hebben meer waarde dan het eerste patent. Daarom heeft een product soms wel vijftig patenten. Denk bijvoorbeeld aan de condicycloon, ook wel twister genoemd. Daarmee kun je giftige gassen uit een gasmengsel halen. De klant van Stork verkreeg de bruikbare patenten pas na praktijktesten. En veroverde zo de markt. Wat leren we hiervan? Als een turbinefabrikant het lef heeft om de keiharde praktijk los laat te laten op ons idee, weet ik zeker dat daar waardevolle patenten uitrollen. De vraag is: wie durft?’

Frank Hagg, Innovy Kosteneffectieve buigmomentarme windturbine


2.8 Tussen droom en daad staan wetten in de weg

De vergunningverlener is in eerste instantie geneigd innovatieve technologie in te delen in be-staande hokjes. Vaak past dit niet goed en wringt het project met de standaard regels. Hierdoor kan vertraging optreden. Gezien de wereldwijde competitieve zoektocht naar energie-innovaties, is snelheid geboden. Anders bestaat het risico dat een andere speler eerder op de markt is of vlotter een sterke positie verovert. Dus innovators moeten dus alle obstakels die het proces vertragen zo snel mogelijk overwinnen. En vergunningverlening is daar één van. Het speelt ook nog in een zeer spannende fase van het innovatietraject: het bouwen van demo-installaties of de opschaling naar commerciële productie. Goede communicatie, veel aandacht voor de relatie en een open houding zijn essentieel volgens de geïnterviewden: hierdoor versoepelt het proces. Veel contact en uitleg zijn nodig om begrip voor de techniek en de omstandigheden te creëren. De vergunningverlener begrijpt zodoende meestal dat niet dezelfde hokjes en maatstaven van toepassing zijn. ‘De vergunningverlening was een obstakel. Het is een onbekende techniek. We moesten het water-schap ervan overtuigen dat er geen schadelijke gevolgen waren. Er waren een aantal revisies nodig voor we de vergunning kregen. We zijn nog een keer met het waterschap gaan kijken. We moesten namelijk volgens de regels elke drie maanden watermonsters naar het lab sturen. Maar het gaat om een gesloten systeem, er gebeurt niets met het water. We pompen het alleen rond. We zijn er in geslaagd het waterschap te overtuigen; de richtlijnen zijn aangepast.’

André Roelofs (Roelofs Planontwikkeling) en Gertjan de Wit (Bries Energietechniek ) Lake Source Cooling Eesermeer

» naar projectbeschrijving ‘De vergunningverlening was een punt van aandacht. Het gaat om nieuwe technologie, dat leidt vaak tot trage procedures. We onderhielden goede contacten met de vergunningverleners. De sleutel tot succes is veel praten en er veel tijd instoppen. Veel uitleggen. Aandacht besteden aan de relatie. Dat leidde ertoe dat de vergunning voor de demonstratiefabriek in sneltreinvaart is ver-leend.’



20

‘Het was niet makkelijk. Naast de vertraging was de kwaliteit van het geproduceerde gas een heikel punt. De eisen zijn erg strikt. Hetzelfde geldt voor de achterkant van het proces, daar houd je sub-straten over. Ook daar kom je regelgeving tegen die verwerking en vermarkting erg lastig maakt. Het is een vraagstuk waar collega’s ook tegenaan lopen. Daardoor is de exploitatie moeilijk.’

Coert Peters, Rova Rijden op GFT


2.9 Advies voor collega-innovators: gewoon doen!

De laatste vraag van de interviews luidde als volgt: Welk advies zou u geven aan een collegabe-drijf of collega-onderzoeker die een vergelijkbaar project gaat starten? De meest gegeven ad-viezen passeerden al de revue in de voorgaande paragrafen. Daarnaast benadrukken enkele geïnterviewden dat goed gelet moet worden op onvoorziene ontwikkelingen in de markt of technologie. Door de complexiteit van projecten bestaat de neiging de blik naar binnen te ke-ren, dat is riskant. Kijk dus ook goed naar de buitenwereld, drukken geïnterviewden op het hart. Belangrijkste toevoeging: vernieuwing is van levensbelang voor de continuïteit van Nederlandse bedrijven. ‘Gewoon doen!’, luidt dan ook het stimulerende advies van veel innovators. Het vergt moed om alle obstakels te overwinnen, maar het advies is om durf te tonen en de uitdaging aan te gaan, anders verliezen we de wedstrijd op het wereldtoneel. ‘Je moet het zeker doen, nieuwe technologie ontwikkelen. Kijk wel goed in een zo vroeg mogelijk stadium: waar richt je je op? Waar wil je heen? Er kunnen op elk moment alternatieve technolo-gieën ontstaan die ook het probleem oplossen waar je je op richt. Er zijn vaak meerdere wegen die naar Rome leiden. Je moet je blik op de horizon houden, maar steeds goed kijken of er geen bomen op de weg staan en tegelijkertijd voorkomen dat je het ravijn inloopt. Vraag je steeds af of nog geldt: ‘hier zit de wereld op te wachten!’ Of geloof jij er alleen in omdat je er zo enthousiast over bent? Iedereen vindt ideeën altijd prachtig tot het moment dat je geld vraagt. Houd je ogen dus goed open. Zijn er geen parallelle ontwikkelingen? Kijk goed naar de rest van de wereld!’

Kees de Blok, Aster Thermoakoestische Systemen Thermo-Akoestische Systemen voor het Opwaarderen van industriële Restwarmte (TASOR)

» naar projectbeschrijving ‘Misschien zijn wij vanuit onze technische opleiding iets te theoretisch in aanpak. Onze luchtvaart-ingenieurs studeerden allemaal aan een technische universiteit. Daar leer je om eerst alles mooi gevalideerd op papier te zetten voor je iets gaat bouwen. Een andere aanpak is: “Kom, we bouwen het gewoon en dan gaan we daarna testen.” Dat is een iets pragmatischer aanpak. Als je dingen bouwt en ziet hoe het functioneert, leer je veel. Die praktijkervaring is goud waard. Bij windmolens is het nadeel dat je dan meteen enorme investeringen moet doen. Maar als advies zou ik toch willen meegeven: begin er gewoon aan! Veel mensen hebben interessante ideeën. Ondernemen is vooral dingen doen. Probeer pragmatisch te zijn. Probeer op een slimme en goedkope manier nieuwe dingen te doen. Lean and mean. En liefst met een marktpartij die ook betaalt.’



21

‘Onderzoek naar écht vernieuwende technologieën is belangrijk. Dus niet alleen onderzoek verrich-ten naar zonnecellen, windmolens en andere bekende oplossingen. Maar juist ook inzetten op nieuwe hernieuwbare energiebronnen. De maatschappij wil wel, als duurzame energie maar be-taalbaar is. Dus: verlaat de gebaande paden is mijn advies. Veel grote bedrijven investeren echter liever in hun huidige core business. Ze zouden best wat meer lef mogen tonen.’

David Strik, Universiteit Wageningen Planten maken elektriciteit & biofuels

» naar projectbeschrijving ‘Nederland is goed in het ontwikkelen van technologie in het lab. Maar het succes staat of valt bij opschaling naar industriële schaal. De installatie die we willen bouwen is een continu bedrijf die je met vijf ploegen van drie man moet bedienen. Dat vergt nogal wat. In Duitsland krijg je dat veel makkelijker voor elkaar. In Nederland moet je over heel veel doorzettingsvermogen beschikken om de benodigde financiën te organiseren. Maar uiteindelijk lukt het. Mijn advies aan collega-innovators is dan ook: niet opgeven, altijd doorgaan!’

Wil Sierhuis, HVC Milena-Olga technologie als basis voor de productie van groen gas

» naar projectbeschrijving ‘Ons advies aan collega-innovators? Vooral gewoon doen! Durf de vernieuwing aan. Maar let op: het vergt wel doorzettingsvermogen, het gaat niet vanzelf.’

Frans Franssen (Cosan) en Wilfert van Veldhoven (Sensus) Demonstratie van energiezuinige conserveringstechniek

» naar projectbeschrijving ‘We waren niet goed voorbereid op externe elementen waar ons succes van af hing. De focus lag op interne en technische aspecten van ons project. De stijging van de glycerineprijs en trage levering van onderdelen maakten het ons moeilijk. Dus oriënteer je van te voren ook goed op de externe situatie en externe factoren en houd rekening met tegenvallers. Een van de zijpaden die het project oplevert is dat het bedrijf nu ook kijkt naar andere technologische verbeteringen en naar het ge-bruik van andere grondstoffen. Het innovatieve programma blijft bestaan. Het is voor een bedrijf handig om je altijd te blijven verbreden, het vergroot je overlevingskansen, de continuïteit neemt toe. Voor Nederland als innovatieland is het project dus een succes: het innovatievermogen neemt blijvend toe.’

Michèle Koper, Ecofys Demonstratie Eenheid Biomethanol

» naar projectbeschrijving ‘Mijn advies is kortweg: “Doen!” Zonder deze innovatie hadden we het heel, heel moeilijk gehad. Veel bedrijven moeten zich beseffen: als ik niet innoveer, besta ik over vijf jaar niet meer. Je wordt links en rechts ingehaald. Wij hadden anders onder aan de ladder gestaan, nu openen alle deuren zich juist. Maar innovatie is niet makkelijk. Het kost altijd meer geld dan je denkt, het duurt altijd langer voordat het geld oplevert. Innoveren gaat volgens de Wet van Behoud van Ellende. Je balan-ceert op een flexibele loopplank. Daarom is mijn raad: breng de moed op om te vernieuwen!’

Guus Bertels, Bronswerk® Heat Transfer Flexioil Aero-Whizz® Fan, Whizz-Wheel®


23

3.1 Overzicht projecten Energiebesparing industrie - eindrapport beschikbaar

Titel Aanvrager Start Einde Referentie

Demonstratie van het tetratubes-concept: meer energie, minder emissievorming.

AVR-Afvalverwerking mrt-05 jul-06 DEMO01007

Kraan met vliegwiel Maja Stuwadoors Groep

feb-06 feb-10 DEMO02008

Happy Shrimp Farm Happy Shrimp Farm B jan-06 jan-09 DEMO02019

Energie-efficiënt ventilatieconcept voor varkensstallen

Maatschap Elshof - Huibert

dec-05 mei-07 DEMO04009

Pilotprojecten met het Octalix-systeem Triodos bank sep-06 mrt-10 DEMO06006

» Flexioil Aero-Whizz® Fan - Whizz-Wheel®

Bronswerk® Heat Transfer

dec-06 jul-10 DEMO07001

Energiezuinige terugwinning van soda en zuiver water uit zouthoudend afvalwater met eutectische vrieskristallisatie (EFC).

AVR-Afvalverwerking apr-07 sep-09 DEMO07008

RADIAX® Multi-Stage GasCompressors Bronswerk®

Heat

Transfer

feb-07 jul-10 DEMO07009

IRTEX (Infra Rood Textiel) Faber Vlagproduktie sep-07 aug-10 DEMO07013

Native Potato Protein Solanic feb-07 apr-09 DEMO07018

Micro Wave Bakery Process Capway Systems jun-07 jun-09 DEMO08027

» Demonstratie van een nieuwe, energie-zuinige conserveringstechniek voor half-fabricaten van levensmiddelen

Koninklijke Coöperatie Cosun U.A.

nov-07 aug-09 DEMO09001

Energiezuinig pasteuriseren Van den Burg Ei-producten

jan-08 dec-09 DEMO09042

Demonstratie dozenvriezer Vriescentrale Vriescentrale Group jul-09 okt-10 DEMO10001

Ephicas SideWing Ephicas jul-09 mei-11 DEMO10003

HT pervaporatie met een nieuw anorga-nisch microporeus membraan


jul-05 sep-07 EOSLT01023

HiDryPEM; Hoge temperatuur Membraan voor de PEMFC


apr-05 dec-07 EOSLT01024

Levensduurbepalende factoren voor een PEMFC


jul-05 okt-07 EOSLT01029

Milde sterilisatie met elektronische pulsen WUR Food & Biobased Research

jul-05 okt-11 EOSLT01044

Energie efficiëntie ammoniakproductie met behulp van keramische membranen


okt-05 dec-08 EOSLT02014

24

Self-Assembled Nano gestructreerde elek-trode voor de PEM Brandstofcel (SANE-PEMFC)


nov-05 sep-10 EOSLT02025

OPTISORP Energieonderzoek Centrum Nederland

jan-06 mrt-09 EOSLT02027

PEMFC-Efficiency NedStack fuel cell technology B.V.

jan-06 mrt-09 EOSLT03006

Consortium EOS-Speerpunt ‘Reforming koolwaterstoffen naar waterstof’



EOS Consortium PEMFC, 2006 Energieonderzoek Centrum Nederland

apr-06 nov-07 EOSLT04005

Consortium Anorganische Membraan-technologie



» Thermo-akoestische systemen voor het opwaarderen van industriële restwarmte (TASOR)



Pulsed compression technology: a break-through in high temperature processes

Universiteit Twente jun-06 mei-10 EOSLT04025

Microwave-Enhanced Multifunctional Reactors

Technische Universiteit Delft

dec-06 mei-11 EOSLT04033

Membraanreactor voor energie-efficiënte industriële waterstof productie en dehy-drogeneringen


jan-07 dec-09 EOSLT05010

Consortium programma EOS Speerpunt Reforming van koolwaterstoffen naar waterstof


apr-07 apr-08 EOSLT06004


apr-07 mrt-08 EOSLT06005

Consortium anorganische membraantech-nologie



Development of Heat Integrated Distilla-tion Column (HIDiC)


jul-07 dec-10 EOSLT06019

Autotherme membraanreactor voor de productie van zuiver waterstof met CO2-afvang

Universiteit Twente nov-07 okt-11 EOSLT06032

EOS consortium PEMFC, 2008 Energieonderzoek Centrum Nederland




apr-08 sep-09 EOSLT07008

» Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie (ROSA)


sep-08 nov-11 EOSLT07022

FERROSI Energieonderzoek Centrum Nederland

jun-08 dec-10 EOSLT07036






25

ECN Consortium PEMFC 2010 Energieonderzoek Centrum Nederland

apr-10 sep-11 EOSLT09005




HOT PAPER Bumaga jul-08 apr-09 KTOH01004

Haalbaarheidsstudie naar seletieve kera-mische emitters voor TPV'n

Ecoceramics sep-08 okt-09 KTOH01005

Haalbaarheidsonderzoek naar een nieuw energiezuinig klimaatconcept op basis van een warmtepomp

Installatie Kunststof Techniek Boxmeer

aug-08 aug-09 KTOH01007

Haalbaarheid van de toepassing van DNPC op industriële processen

DOTX Control Solutions jan-09 dec-09 KTOH01009

Haalbaarheidsstudie Chemical Transistor - Doorbraak in Energiebesparing en Kos-tenbesparing bij Fischer-Tropische brand-stofproductie

InSolutions nov-08 jun-09 KTOH01013

Kunstmest uit digestaat Colsen Adviesburo voor Milieutechniek

nov-08 okt-09 KTOH01015

Haalbaarheidsonderzoek HEZEPP op basis van HELP-SOFC

Hezepp Company nov-08 okt-09 KTOH01027

Haalbaarheid van de MDR technologie voor afvalwaterstromen

Eqnomics dec-08 sep-09 KTOH01035

Haalbaarheidsonderzoek naar de moge-lijkheden een alternatief energiebespa-rend productieproces te ontwikkelen

Steenfabriek De Waal-waard

apr-09 okt-09 KTOH02004

Onderzoek naar de haalbaarheid van een nieuw efficiënt energieopwekkingconcept met behulp van een verbrandingsmotor

Tegema Eindhoven feb-09 mei-10 KTOH02012

Orson Green Label Orson Beheer mrt-09 okt-09 KTOH02013

Haalbaarheidsonderzoek naar in-line ndo technieken voor de baksteenindustrie

Sijbers jun-09 jul-10 KTOH02019

Energiezuinig concentreren en drogen Goudsche Machinefabriek

okt-09 jun-10 KTOH02028

Waste Heat Regeneration Hybrid-Electric Turbo Compound

DTI Automotive Mechatronics

sep-09 dec-10 KTOH02030

De mogelijkheden voor elektriciteit uit geothermie in Nederland

IF Technology jun-09 dec-09 KTOH02032

» Whizz®-Wheel Marktverbreding

Bronswerk®

Heat Transfer

jul-09 dec-10 KTOH02038

Onderzoek naar gebruik CSH deeltjes voor energiereductie kalkzandsteenproces

BMS Professional Text Design

okt-10 sep-11 KTOH03007

Energiebesparing in keramische processen door reductie van de baktemperatuur.

IBR Consult sep-06 jun-07 NEOH01001

Haalbaarheidsonderzoek naar de moge-lijkheden om fosfaatkorrels met behulp van bacteriën te produceren

Thermphos Internatio-nal B.V.

nov-06 jul-07 NEOH01004

26

Restwarmte Converter Innecs okt-06 apr-08 NEOH01005

CoolBoost Hoffmann RD jun-07 dec-08 NEOH02002

Novel heat-to-electricity converter Energy Conversion Technologies

okt-07 sep-08 NEOH02004

Magnetisch elektrolyt Winnox Combustion Systems

jan-08 jul-08 NEOH02015

Haalbaarheid compacte ontzilting met Miniflash

Ecofys Netherlands nov-08 nov-09 NEOH03019

Haalbaarheidsstudie van een micro-stoom cyclus gekoppeld aan laagwaardige (rest)warmte

Heat Power

apr-09 mrt-10 NEOH04006

Geoboiler: energiewinning uit geothermie met berging van regen- en oppervlakte-water in lege gasvelden

Holland Innovation Team

jan-10 dec-10 NEOH04022

Nieuwe hoge temperatuur brandstofcel membranen

MxPolymers sep-06 nov-07 NEOT01001

Energiebesparing in het baksteenproces door reductie van het vormgevingswater-gehalte

IBR Consult nov-06 dec-08 NEOT01004

CADEX: Coupled adsorption-dryer ex-change

Wageningen Universiteit

mrt-07 feb-09 NEOT01005

Energiezuinige Productie van Plantaardige Ingrediënten middels Elektrostatisch Scheiden

Food & Biobased Research

apr-07 okt-08 NEOT01009

Ontwikkeling van een alternatief (ener-giebesparend) proces voor de productie van kalkzandsteen

Holding De Hazelaar feb-07 jul-08 NEOT01012

Schone hoge druk methaan voor decen-trale energievoorziening

Wageningen Universiteit VVP

mrt-08 dec-08 NEOT03005

Cost effective, highly conductive proton exchange membrane prepared via a one step method

KEMA Nederland jul-08 mrt-11 NEOT04013

PFAMEN (Porous Fuel Air Mixing Enhanc-ing Nozzle)

Progression-Industry sep-09 jun-11 NEOT06013

Nieuwe materialen in destillatie Technische Universiteit Delft

jan-10 dec-10 NEOT07003

Reformate Enhanced Solid Oxide Electrolyzer

Hygear aug-09 dec-10 NEOT07006

Duurzaam warmte-koudenet (WOK) be-drijventerrein Schuttersveld

Gemeente Ede dec-08 dec-10 UKP01013

Duurzaam energiebeheer bij inrichting nieuwe drukkerij Henk's Offset, Belfeld

Kurstjens Vastgoed dec-08 nov-11 UKP01014

Stoomleiding Twence AkzoNobel Hengelo AKZO Nobel Industrial Chemicals B.V.

jan-10 jun-11 UKP02001

ECO 2 Grondbezit AVI Moerdijk

jan-07 okt-08 UKR04006

27

®

Doelstelling Het ontwikkelen van de stilste axiale ventilator ter wereld voor zogenaamde luchtgekoelde apparatuur die minder energie verbruikt. Guus Bertels: ‘Toen we begonnen met de ontwikkeling, richtten we ons vooral op geluidsvermin-dering. We wilden drie decibel stiller zijn dan de stilste op de markt. We zitten nu op zes decibel minder. Dat kun je vergelijken met het verschil tussen een langskomende brommer en een fiets. Fors dus. Daarnaast mikten we op twintig procent energiebesparing in onze eigen markt: koeling voor de olie- en gasindustrie en nutsbedrijven. Dat werd dus vijftig procent in een scala van mark-ten –van drones tot computers. De markt noemt het nu al een revolutie! Overdonderend. Het is al bijna onvoorstelbaar dat je in een industriële tak die al meer dan vijftig jaar bestaat met technolo-gie komt die tien of twintig procent bespaart. Vijftig procent is absurd. Klanten geloven het eerst niet. Er zijn geen superlatieven voor.’

Technologie De olie- en gasindustrie en nutsbedrijven gebruiken zeer grote luchtgekoelde koelers die veel lawaai maken. Bij oplevering moeten bedrijven vaak ad hoc, en dus dure maatregelen treffen om aan de geluidsnormen te voldoen. Guus Bertels: ‘Het gaat om enorme koelinstallaties van soms wel driehonderd meter lang, dertig meter breed met honderd tot tweehonderd gigantische ventilatoren. We wilden deze energieverslindende luidruchtige machines omtoveren tot zuinig en stil. Dat is gelukt.’ Bij bestaande koelventilatoren wordt de trillingen en het geluid veroorzaakt door de stemvork-achtige verbinding van bladen en naafconstructie en door het luchttransportlek via de spleet daartussen. De belangrijkste wijziging in de ontwikkelde ventilator is het velgconcept: een stijve ring verbindt de schoeptippen. De stemvorkachtige constructie is vervangen door een stijve overgang van de schoepen en door de sterk verkleinde centrale naafschacht. De Whizz-Wheel® kun je dus zien als een wiel met spaken. De velg vangt de krachten op. De ventilator heeft zestien tot twintig schoepbladen, meer dan een traditionele ventilator. De bladen hebben aerodynamisch een optimale vorm. Daardoor is voor dezelfde hoeveelheid luchtverplaatsing een veel kleiner elektrisch vermogen mogelijk. In plaats van één zware con-ventionele motor kunnen ook meerdere kleine elektromotoren de aandrijving verzorgen. Dat heeft als voordeel dat de conventionele motor, de overbrenging, de naaf-asverbinding en voor-al de zware motorophanging zou kunnen worden vermeden. Guus Bertels: ‘We maakten niet alleen het systeem aerodynamisch optimaal, maar ook veel stijver en sterker. Alle bladen zitten aan elkaar vast via de velg. We durven daardoor krachtigere systemen te maken. En we creëerden nieuwe productietechnologie. We moeten immers grote aantallen in serie kunnen produceren, in maten van vijftien centimeter tot vijftien meter. Belangrijk element van de nieuwe technologie is een optimale interactie tussen ventilator en koellichaam. Bizar maar waar: we waren blijkbaar de eerste die hier echt goed naar hebben gekeken.’

28

Toegevoegde waarde De nieuwe ventilator is veel stiller: 4-6 decibel dan de stilste in de markt.

De Whizz-Wheel® heeft een veel hoger stromingmechanisch en ook elektromechanisch rendement: meer dan vijfentachtig procent. In het demonstratieproject verving Brons-werk® Heat Transfer de traditionele ventilatoren van een groep koelers bij een oliemaat-schappij. De geschatte energiebesparing per ventilator is 80 MWh per jaar. De energiebe-sparing voor een gehele luchtgekoelde koeler is zelfs hoger dan vijftig procent.

De nieuwe technologie maakt compactere en lichtere koelers mogelijk. Het nieuwe ventila-torconcept weegt nog maar een kwart van een bestaande ventilator.

Guus Bertels: ‘We slaan vier vliegen in één klap: de nieuwe ventilator is stiller, zuiniger, kleiner en lichter. En in alle bescheidenheid, ook veel mooier.’

Resultaten Het is gelukt om de stilste axiale ventilator technologie ter wereld te ontwerpen en te demon-streren in de praktijk. Inmiddels draaien de eerste modellen bij olie- en gasproducenten al vier jaar dag en nacht zonder problemen. Bovendien ontwikkelde Bronswerk® Heat Transfer nieuwe productietechnologie op basis van de Computer Dictated Design zodat het bedrijf verschillende grootten in serie kan produceren. Het project is in alle opzichten geslaagd.

Vervolgactiviteiten De fantastische prestaties van de Whizz-Wheel® gaan als een lopend vuurtje de wereld over. Bedrijven uit alle uithoeken en branches willen met de nieuwe ventilator aan de slag. Innovator Bronswerk® Heat Transfer speelt voorvarend op de kansen in en levert de nieuwe generatie ventilatoren in haar koelsystemen. Daarnaast levert het bedrijf de ventilatoren aan leveranciers van koelsystemen en aan nieuwe klanten in nieuwe branches.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Het herhaalpotentieel en effecten voor de markt zijn enorm. Veelbelovende toepassingen zijn boorplatforms, energiecentrales en petrochemische industrie, waar besparing van ruimte en gewicht van groot belang zijn. Wereldwijd verbruikt ventilatie veel energie, daar kun je de helft van besparen. En de grens is dan nog niet bereikt. De innovators hebben ideeën om het product verder te verbeteren waardoor de besparing zelfs tot een factor drie zou kunnen oplopen. Guus Bertels: ‘Uit alle hoeken en gaten krijgen we verzoeken. Wereldwijd opereren een paar hon-derd producenten van warmtewisselaars, ze staan allemaal bij ons op de stoep. Maar ook totaal andere branches waar we niets mee te maken hadden, weten ons opeens te vinden. Zo vliegen erin afzienbare tijd al enkele leger-drones met Whizz-Wheels® als voortstuwingspropeller. Die hoor je niet meer aankomen omdat ze veel minder geluid maken. En ze kunnen ook nog langer in de lucht blijven omdat het rendement veel beter is dan de traditionele propeller. Deze innovatie zet alles op zijn kop omdat het een systeemverbetering is: ook de aandrijving, de levensduur en de aansluiting op andere componenten in koellichamen is beter. We zijn in gesprek met marktleiders om datacen-tra te koelen, klimaatsystemen van gebouwen kunnen op de schop, we zien kansen voor de scheepvaart. Maar denk ook klein: de koeling van computers en audioapparatuur. We maken ze van vijftien centimeter tot vijftien meter. Dit is de nieuwe wereldstandaard.’

29

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Elk nadeel heeft zijn voordeel Juist de crisis was aanleiding en gaf noodzaak om een radicaal nieuwe weg in te slaan. Daarbij was steun van de overheid en een flexibele houding onontbeerlijk. Guus Bertels: ‘Juist toen het zwaar weer werd, ontwikkelden we de innovatie om zo nieuwe kansen te scheppen. We zagen in dat we het anders moeilijk zouden krijgen. We moesten een sprong maken in de prijs-kwaliteitverhouding van onze producten. Door dit soort innovaties a-cyclisch in de markt zetten, weet je dat anderen het niet aandurven en heb je een voorsprong. Zonder subsidie hadden we dat nooit klaar kunnen spelen. De subsidiegever moet wel flexibel zijn. Meestal komt er van je plannen geen sodemieter terecht: het loopt altijd anders. Oorspronkelijke ideeën blijken niet te werken, een andere aanpak juist wel. Daar moet je op in kunnen spelen, dat moet je als subsidiegever dus toe-staan. Agentschap NL had ook kunnen zeggen: “je doet het anders dan gepland, het project ver-traagt, we trekken de subsidie terug”. Gelukkig is dat niet gebeurd.’

Bloed, zweet en tranen Belangrijkste les is dat moed en doorzettingsvermogen nodig zijn om dit soort innovaties van de grond te trekken. Guus Bertels: ‘We leverden altijd koelinstallaties maar maakten de ventilatoren niet zelf, die kochten we in. Iedereen verklaarde ons dan ook voor gek. De grootste weerstand kwam uit eigen gelederen: “waarom moeilijk doen als het makkelijk kan?” Het tegenargument was: als we zelf de technologie ontwikkelen, kunnen we ook zelf bewijzen dat het beter presteert. Om ventilator en koellichaam tot één geheel te smeden, moet je vervolgens ingewikkelde stromingsbe-rekeningen uitvoeren. De directie gaf groen licht voor honderden computersimulaties om zo de stromingsverschijnselen te doorgronden. Als je interne weerstand ontmoet, heb je als leiding geen andere keuze dan dictatoriaal doorzetten. Daar is durf en moed voor nodig.’

Too good to be true Guus Bertels: ‘Ook de buitenwacht was sceptisch en zei: “Het is al prima zo.” We merkten enorme weerstand als we over ons idee vertelden. “Hoe lang gaat het mee? Klopt het wel? Meten jullie wel goed?” Toen bleek dat de voorspellingen exact uitkwamen, sloeg de stemming om. Maar ook daar-na moet je het voorzichtig brengen. Soms noemen we het zelfs niet eens in het offertestadium om niet af te schrikken. Als je vertelt dat het vijftig procent bespaart, geloven klanten het niet: “jullie zijn stapelgek!” Laatst adviseerde een klant ons dat tien procent besparing beter klinkt, dat is ge-loofwaardiger.’

Timing is everything Met het juiste idee op de juiste plaats en in de juiste tijd, is de slagingskans het grootst. Daar-voor heb je een combinatie van intuïtie, inzicht en geluk nodig. Guus Bertels: “We hebben ook mazzel met het tijdsgewricht. Toen we begonnen, draaide het om geluid. Nu is verduurzaming en energiebesparing een must voor de hele industrie. Je kunt ook te geavanceerd zijn of een technolo-gische vernieuwing lanceren in een markt die net tot stilstand komt. Je kunt een succesformule niet zomaar kopiëren. Je moet met wijd open ogen de wereld volgen en op het juiste moment toeslaan.’

Advies voor collega-innovators Guus Bertels: ‘Mijn advies is kortweg: “Doen!” Zonder deze innovatie hadden we het heel, heel moeilijk gehad. Veel bedrijven moeten zich beseffen: als ik niet innoveer, besta ik over vijf jaar niet meer. Je wordt links en rechts ingehaald. Wij hadden anders onder aan de ladder gestaan, nu ope-nen alle deuren zich juist. Maar innovatie is niet makkelijk. Het kost altijd meer geld dan je denkt, het duurt altijd langer voordat het geld oplevert. Innoveren gaat volgens de Wet van Behoud van

30

Ellende. Je balanceert op een flexibele loopplank. Daarom is mijn raad: breng de moed op om te vernieuwen!’

Opmerkelijk Wereldwijd zijn er slechts enkele aanbieders van computerprogramma’s voor de petrochemi-sche industrie over de warmteoverdracht van apparaten. In deze software zit nauwelijks kennis over de interactie tussen de ventilator en koellichamen. Hoe kunnen systeemrendementen worden verhoogd, waar treedt energieverlies op, hoe kan je ventilatoren stiller maken? Op deze vragen geeft de software geen antwoord. Bronswerk® Heat Transfer kon mede daardoor als nieuwe ventilatormaker baanbrekende verbeteringen ontwerpen voor een industrie die al een halve eeuw bestaat.

Kerngegevens Projectnummer: DEMO07001 Projecttitel: Flexifoil Aero-Whizz® Fan oftewel Whizz-Wheel® Penvoerder Bronswerk® Heat Transfer B.V. Geïnterviewde: Guus Bertels Telefoonnummer: 033-247 24 08 E-mail: [email protected] Website: www.bronswerk.com Looptijd: december 2006 - december 2008

» download eindrapport

mailto:[email protected]

http://www.bronswerk.com/

https://dl.dropbox.com/u/2662922/DEMO07001EINDOPEN.pdf

31

Doelstelling Het project TASOR had als doel het verkrijgen van kennis om een thermo-akoestisch systeem te kunnen ontwikkelen die industriële restwarmte benut en opwaardeert met een temperatuurlift van 50-100 C en die opereert in een breed temperatuurgebied (van -160 C tot meer dan 200 C). De vervolgprojecten TAP (Thermo Acoustic Power) en ROSA (Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie, zie pagina 35) hadden als belangrijk doel om een werkend systeem te testen in de praktijk. Bij TAP stond daarbij de omzetting naar elektriciteit centraal; bij ROSA het opwaarderen van restwarmte naar een hogere temperatuur.

Technologie Warmtepompen hebben een beperkte temperatuurlift en werken op een relatief lage be-drijfstemperatuur (< 100ºC). Voor industriële toepassing zijn warmtepompen nodig die bij een hogere temperatuur werken en een grote temperatuurlift creëren. De klassieke Stirling cyclus helpt om de werking van een thermo-akoestische motor te begrij-pen. De belangrijkste componenten van een Stirling system zijn een regenerator, een warme en een koude warmtewisselaar, een zuiger en een verdringer. De zuiger is de plek waar het vermo-gen van de motor wordt geproduceerd. De verdringer zorgt voor de juiste relatie tussen druk en gassnelheid door de regenerator. Daarvoor wordt een gedeelte van de vermogensproductie van de motor gebruikt. De regenerator bevindt zich tussen beide warmtewisselaars. Het werk-medium (gas) wisselt warmte uit met het regeneratormateriaal. Gedurende een deel van de cyclus wordt warmte afgestaan vanuit het gas naar de regenerator, terwijl deze warmte in een andere deel van de cyclus weer wordt teruggegeven aan het gas. In een thermo-akoestische motor is de verdringer vervangen door een akoestisch circuit. De vermogensproductie van de motor bestaat uit akoestisch vermogen, vergelijkbaar met een bewegende zuiger. Evenals bij een Stirling motor wordt een gedeelte van het vermogen terug-gevoerd naar de koude kant van de regenerator, via een ‘feedback inertance’. In tegenstelling tot de klassieke Stirling motoren heeft de thermo-akoestische variant geen mechanisch bewe-gende delen en is daarom betrouwbaarder en goedkoper te produceren. Een thermo-akoestische-warmtepomp kan zowel warmte als koude genereren. Een lineaire generator kan het opgewekt akoestische akoestisch vermogen omzetten in elektriciteit.

Toegevoegde waarde Geen bewegende onderdelen bij het thermodynamische proces, dus betrouwbaar, lange

levensduur en minimale operationele en onderhoudskosten.

Gebruik lucht of een edelgas geeft groot temperatuur bereik en toepassingsgebied omdat er geen faseovergangen optreden.

Gebruik van simpele materialen die geen speciale eisen qua maatvoering behoeven, com-mercieel verkrijgbaar zijn en dus relatief goedkoop zijn.

Op basis van dezelfde technologische principes kan een zeer groot aantal mogelijke toe-passingen worden bestreken.

Milieuvriendelijk werkmedium (lucht, edelgas).

32

Het project kent een lange voorbereiding en hoopvolle vervolgstappen. In 1985 begon Kees Blok naast zijn vaste baan bij KPN Research aan het onderzoek naar de potentie van thermo-akoestische systemen. Sinds 2000 werkt hij full time aan deze technologie waar hij heilig in ge-looft. Kees Blok: ‘Vergelijk het met de sprong van radiobuizen naar transistors die door de intro-ductie van solid state half geleiders mogelijk was. Als we de thermo-akoestische technologie ren-dabel weten te maken, betekent het een doorbraak. Het is de stap van mechanisch systemen naar golf georiënteerde systemen. Er zijn geen bewegende onderdelen, het proces verbruikt en produ-ceert geen gas. Het kan een key technology zijn voor toekomstig gebruik van restwarmte omdat in vergelijking met andere oplossingen er nauwelijks onderhoud nodig is.’

Resultaten Er is onderzoek verricht aan de volgende componenten uit het systeem: de warmtepomp, de resonator, de motor en de meettechnieken. Tevens zijn de stromingsverschijnselen rondom de motor en warmtepomp onderzocht, de geldigheid van schalingsregels, de koppeling van com-ponenten zoals motor en warmtepomp en de marktaspecten. Veel onderzoeksgroepen wereldwijd worstelen met het probleem om akoestisch vermogen nauwkeurig te meten. Het spreekt voor zich dat het ontbreken van meetmethoden een obsta-kel vormt voor inzicht in de bereikte prestaties. Binnen dit project is een zorgvuldige verificatie van gebruikte methodes uitgevoerd en is een nieuwe meetmethode ontwikkeld die metingen in korte buisstukken mogelijk maakt. Daarnaast zijn systeemaspecten onderzocht. De toepassing van dimensieloze kentallen is on-derzocht met schalingsexperimenten. De theoretisch verwachte verhouding tussen de vermo-gens van twee verschillende systemen zijn experimenteel inderdaad aangetoond. Dat betekent dat de dimensieloze kentallen toepasbaar zijn voor de opschaling van thermo-akoestische-systemen. Er is een integraal systeem getest, bestaande uit een tweetrapsmotor gekoppeld aan een koeler. Het systeem functioneerde in kwalitatieve zin zoals voorspeld. De discrepantie tus-sen modelberekeningen en meetresultaten zijn terug te voeren op een aantal fenomenen die de toegepaste simulatietools niet modelleren.

Vervolgactiviteiten Aster Thermoakoestische Systemen voerde het vervolgproject Thermo Acoustic Power

(TAP) uit. De doelstelling was om het concept te demonstreren op industriële schaal (100kW) en de marktintroductie van de TAP voor te bereiden op basis van een werkende demo bij Smurfit Kappa Solid Boards. De TAP produceert inmiddels elektriciteit. Het ther-mo-akoestische gedeelte van de TAP werkt uitstekend met een lage starttemperatuur en flexibel qua beschikbare temperatuur en vermogen. Er zijn ook technische problemen ge-rezen. Aster werkt met eigen middelen aan de oplossing hiervan.

ECN voerde in samenwerking met partners het project Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie (ROSA) uit (zie pagina …). Dit project is inmiddels afge-rond en heeft wederom een vervolg gekregen. Stapje voor stapje komt de technologie zo steeds dichter bij de marktintroductie.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off De technologie biedt uitzicht op een besparingspotentieel van circa 30 PJ/jaar in de Neder-

landse industrie en een veelvoud daarvan buiten de industrie en buiten Nederland. Groot

33

voordeel van de technologie is de eenvoud in de uitvoering van de systemen. Het ontbre-ken van bewegende delen in het primaire proces en de opbouw vanuit commercieel be-schikbare materialen en componenten biedt de mogelijkheid een breed toepasbaar en kos-teneffectief systeem te ontwikkelen.

De configuraties met het grootste potentieel zijn: de restwarmtetransformator, het omzet-ten van restwarmte in elektriciteit en zon aangedreven koeling.

ASTER en ECN werken momenteel aan vervolgprojecten. Afhankelijk van het succes van deze projecten kunnen bedrijven de stap naar commercialisatie zetten.

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Goede afspraken met betrouwbare partners Het is belangrijk om met goede partners te werken die je kunt vertrouwen. Met partijen die verder kijken, die hard werken en die uithoudingsvermogen hebben. Kees de Blok: ‘De specifica-ties voor de toeleveranciers waren niet nauwkeurig genoeg opgesteld waardoor vervolgens be-paalde leveringen van onvoldoende kwaliteit waren. Ook werd herhaaldelijk meerwerk in rekening gebracht. Goede afspraken en goede concrete, gespecificeerde offertes zijn hier een oplossing voor.’

De praktijk is weerbarstig en vergt flexibiliteit Door een faillissement van een toeleverancier ging een aanbetaling verloren en werd de plan-ning vertraagd. Het project moet voldoende flexibel zijn om hier adequaat op te kunnen reage-ren. Kees de Blok: ‘Je moet in staat zijn om het uitgestippelde pad te verlaten. Vooral in de begin-fase, als blijkt dat het niet werkt. Een mislukt experiment is vaak waardevoller dan een gelukt ex-periment: het brengt je op een ander spoor. Je moet creatief zijn om innovaties te ontwikkelen. In het vervolgproject TAP was een belangrijke les dat je nog beter moet kijken naar de integratie van het systeem in de industriële onderneming. Een bedrijf wil namelijk niet zijn bedrijfsvoering aan-passen. Vanwege milieueisen konden we bijvoorbeeld geen thermische olie gebruiken en werkten in de pilot daardoor met een te lage temperatuur. Als je vanuit het laboratorium de echte wereld in gaat, kom je dit soort zaken tegen.’

Eerst doen, dan denken Kees de Blok: ‘Als je richting commerciële marktintroductie gaat, kan het verstandig zijn om te vermijden dat met name universiteiten een hoofdrol spelen in het kritische tijdspad. Door de struc-tuur en langlopende overeenkomsten (bijvoorbeeld promovendi) zijn deze organisaties geneigd eerst alle vragen te beantwoorden voordat de demonstratiefase kan starten. Er is echter altijd wel nader onderzoek nodig en dit kan prima in een parallelpad waarbij de praktijkresultaten het fun-damenteel onderzoek ondersteunen en valideren. In het vervolgproject Thermo Acoustic Power hebben we het systeem gebouwd op grond van beschikbare inzichten. Vaak loop je dan tegen heel praktische problemen of beperkingen aan die moeilijk op laboratorium schaal zijn te voorspellen. Het is daarom goed om samen te werken met partijen die ideeën praktisch vorm kunnen geven en die met beide benen op de grond staan.’

Wel of geen octrooi, that’s the question Het is lastig om de laatste stappen naar marktintroductie te zetten. Het verkrijgen van octrooi is lastig, duur en duurt lang. Voor de technologie ROSA (Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie) is indertijd wel een octrooi verworven maar het is moeizaam en duur om een octrooi te behouden. Het is een juridisch speelveld. Op grond van die ervaring besloot Kees de Blok om voor Thermo Acoustic Power geen octrooi aan te vragen. De energie die nodig

34

zou zijn om inbreuken op het octrooi aan te vechten, kan hij zo steken in het behouden van de technologische voorsprong.

Advies voor collega-innovators Kees Blok: “Je moet het zeker doen, nieuwe technologie ontwikkelen. Kijk wel goed in een zo vroeg mogelijk stadium: waar richt je je op? Waar wil je heen? Toen ik net begon, wilde ik me op koelkasten richten, vanwege de CFK’s. Vervolgens bleek dat bijvoorbeeld propaan ook werkte. En de efficiency van een koelkast komt hoofdzakelijk door de isolatie. Voor deze toepassing kon ik dus niet veel waarde toevoegen. Er kunnen op elk moment alternatieve technologieën ontstaan die ook het probleem oplossen waar je je op richt. Er zijn vaak meerdere wegen die naar Rome leiden. Je moet je blik op de horizon houden, maar steeds goed kijken of er geen bomen op de weg staan en tegelijkertijd voorkomen dat je het ravijn inloopt. Vraag je steeds af of nog geldt: ‘hier zit de wereld op te wachten!’ Of geloof jij er alleen in omdat je er zo enthousiast over bent? Iedereen vindt ideeën altijd prachtig tot het moment dat je geld vraagt. Houd je ogen dus goed open. Zijn er geen parallel-le ontwikkelingen? Kijk goed naar de rest van de wereld! Op dit moment is de ‘organic ranking cycle machine’ het enige serieuze alternatief voor veel industriële restwarmte. Andere systemen werken alleen bij een bepaalde temperatuur en vermogen en kennen ook een opwarmen slow down tijd. Het grote voordeel van thermo-akoestische systemen is de flexibiliteit, een sterk pluspunt in de operationele sfeer. Daarom voorzie ik een doorbraak op de markt als we de laatste technische vraagstukken weten op te lossen.”

Opmerkelijk Er is in het project een wereldrecord gevestigd qua efficiency van Thermo-akoestische mo-

toren is. Het oude record stond sinds 2000 met 41% van Carnot op naam van Los Alamos National Laboraties. Dit is door ECN verbeterd naar 48% van Carnot.

Een ander record in het project was het bereiken van een start temperatuurverschil < 30C.

In het project is voor het eerst een 4-traps configuratie ontworpen en getest en die nu als basis dient voor onder andere de TAP.

Kerngegevens Projectnummers: EOS-LT04022, SBIR09313 Projecttitel: Thermo-akoestische systemen voor het opwaarderen van industriële

restwarmte Penvoerder: Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) Partners: Aster Thermoakoestische systemen (Aster), TU Eindhoven (TUE), Huisman

Elektrotechniek BV (Huisman), Nuclear Research and consultancy Group (NRG), Innoforte

Projecttitel: Thermo Acoustic Power (TAP), conversie industriële restwarmte elektriciteit Penvoerder: Aster Thermoakoestische systemen (Aster) Partners: Huisman Elektrotechniek BV (Huisman), Innoforte, Smurfitt-Kappa Solid

Boards, GEMS Metaalwerken B.V, HP Techniek B.V, Magnetic Innovations BV, Drenthe installatiedienst, Kuiper & Zonen B.V, Energie Consult Nederland.

Geïnterviewde: Kees Blok (Aster) Website: www.aster-thermoacoustics.com Telefoon: 0578-631103 Email: [email protected] Projectperiode: januari 2006 - december 2008


http://www.aster-thermoacoustics.com/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/EOSLT04022EINDOPEN.pdf

35

Doelstelling In eerdere ontwikkelingsprojecten, waaronder het project TASOR (zie pagina 31), is de basis-technologie van thermo-akoestiek onderzocht. Het doel van ROSA was om hierop voor te bou-wen door thermisch-akoestische componenten te ontwikkelen specifiek voor warmtetransfor-mators en door het opschalen van 1 kW naar 10 kW. Kennisuitwisseling tussen ECN en Brons-werk® Heat Transfer was daarbij een belangrijke nevendoelstelling. Wat betreft de thermo-chemische warmtepomp is in het ROSA project gewerkt aan het identifi-ceren van de snelheidsbepalende factoren voor de ab/desorptie van ammoniak in het reactor-systeem en de lange duur stabiliteit van een geselecteerd zoutcomposiet. In voorbereidende studies is het toepassing potentieel van warmtetransformatoren geschat aan de hand van de restwarmtecurve voor de Chemie en Raffinage. In het project ROSA is een marktstudie uitgevoerd om het toepassing potentieel van warmtetransformatoren nader in kaart te brengen.

Technologie Thermo-akoestiek heeft betrekking op het fysische verschijnsel dat een temperatuurverschil een akoestische golf kan versterken. Omgekeerd kan een akoestische golf een temperatuurver-schil creëren. Gebruikmakend van dit verschi31jnsel kan door middel van een temperatuurver-schil mechanische energie in de vorm van geluidsgolven worden opgewekt. De geluidsgolven drijven vervolgens een warmtepomp aan. De werking van een thermo-chemische warmtepomp is gebaseerd op de reversibele absorptie en desorptie van damp in een zout. De absorptie van damp is een exotherm proces en levert dus warmte, terwijl de desorptie van damp warmte kost (endotherm). Het hart van de thermo-chemische warmtepomp bestaat uit een warmtewisselaar met aan de ene kant warmte toe- en afvoer en aan de andere kant het sorptiemiddel.

Resultaten Van de thermo-akoestische warmtepomp is een 10 KW systeem ontworpen door ECN en ge-bouwd door Bronswerk® Heat Transfer. Deze warmtepomp is door ECN beproefd. De experi-mentele resultaten bleven achter bij de ontwerpwaarden. Door verbetering van de warmtewis-selaars en vermindering van de inwendige stromingsverliezen wordt verwacht dat met een nieuw ontwerp de beoogde prestaties wel kunnen worden gehaald. Voor de thermo-chemische warmtepomp is onderzoek gedaan naar het verhogen van de ver-mogensdichtheid van de reactorelementen in een speciaal daarvoor ontworpen en gebouwde proefopstelling. De proefopstelling is gebouwd in samenwerking met Technisch Bureau Dahl-man. Een hoge vermogensdichtheid is nodig om de warmtepomp economisch haalbaar te ma-ken. Met de vermogensdichtheid bij aanvang van het project was de simpele terugverdientijd tweeëntwintig jaar, bij afronding van het project nog zeven jaar. Verwacht wordt dat door ver-

36

dere verbeteringen aan het bestaande reactorconcept de terugverdientijd tot drie jaar kan worden teruggebracht.

Toegevoegde waarde De belangrijkste meerwaarde is dat de technologie een nieuwe markt ontsluit. De huidige

systemen waarderen restwarmte maar op naar 90 C, dat is onvoldoende. De industrie heeft stoom nodig met een druk van 3 tot 25 bar en een temperatuur van 120-200 C. Industriële bedrijven hebben hoge en wisselende energiekosten; met de nieuwe technologie kan kostbare restwarmte weer waarde krijgen en ingezet worden als proceswarmte.

Doordat warmte kan worden omgezet in arbeid zonder dat daarbij bewegende delen nodig zijn is thermo-akoestische energieconversie een eenvoudige, inherent kosteneffectieve technologie.

Vervolgactiviteiten ECN voert in samenwerking met partners een vervolgproject uit gericht op het opwaarderen van industriële restwarmte naar proceswarmte. Daarbij bouwt het team voort op de lessen die zijn geleerd tijdens eerdere projecten. In het nieuwe project zal ECN ook bekijken of bestaande systemen verrijkt kunnen worden met de nieuwe technologie. Wellicht is deze route kansrijker dan systemen die gebaseerd zijn op volledig nieuwe technologie. Zodoende bestrijkt ECN het hele terrein. Een logische volgende stap zou zijn om een 100 kw pilot neer te zetten maar zover is het nog niet.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Thermo-akoestische systemen kennen een zeer breed scala aan potentiële toepassingen. In principe kunnen alle situaties waarin warmte, koude of elektriciteitsproductie een rol spelen in aanmerking komen voor een thermo-akoestisch systeem. Uit de marktstudie bleek dat de hoge kosten van energie-efficiënte technologieën de belang-rijkste barrière voor implementatie vormen. De onderzoekers concluderen daarom dat techni-sche innovaties nodig zijn gericht op het kosteneffectiever maken van de onderzochte techno-logieën. Warmtetransformatoren zullen vooral hun toepassing vinden in de chemie en raffinage. In an-dere sectoren is de restwarmtetemperatuur te laag (voedingsmiddelen, papierindustrie) of de procestemperatuur te hoog (bouwmaterialen, primair staal). In die sectoren zullen andere warmtepomp concepten (elektrisch gedreven, hoge temperatuur gedreven, hybride concep-ten) hun weg vinden.

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen

The proof of the pudding is in the eating Bij de opschaling van een laboratoriumopstelling naar een demosysteem kom je technische problemen tegen waarvoor je nieuwe oplossingen moet vinden. Daar leer je veel van, je moet naar andere concepten en oplossingen bij een grotere schaal. Anton Wemmers: ‘Je komt de technische obstakels waar het om draait pas tegen als je het echt in de praktijk gaat brengen. Van-uit de planning gezien is het vervelend: de technische obstakels vertragen het project. En je kunt het niet echt plannen omdat je niet kan voorspellen welke technische problemen er zullen spelen. Vanuit onderzoeksperspectief blijken deze obstakels juist waardevolle inzichten op te leveren.’

37

Kennisoverdracht nodig om technische obstakels op te lossen De detailontwerpen zijn gemaakt door machinebouwer Bronswerk®. Daar hebben beide partijen veel van geleerd. Anton Wemmers: ‘Normaliter maakt de werkplaats van ECN op grond van een conceptueel ontwerp een bouwtekening. Wij werken al vele jaren aan deze technologie, dus je bouwt veel kennis op. Doordat een machinebouwer in dit project het gedetailleerde ontwerp maakte, was veel kennisoverdracht nodig naar beide kanten. Dan merk je dat onderzoeksinstituut en marktpartij er anders tegen aan kijken. Daar hebben we beiden veel van geleerd. Het heeft wel kopzorgen gekost, er was ook een budgetverschuiving en aanpassing van de planning nodig, maar terugkijkend is het leereffect een zeer belangrijk pluspunt.’

Samenwerken schept een band Juist het gezamenlijk werken aan technische obstakels is belangrijk omdat dit de relatie met de industriële partij versterkt. Anton Wemmers: ‘Het netwerk en de relaties zijn een bijproduct van gezamenlijke technologieontwikkeling. Vaak vermelden de schrijvers dit niet in het projectplan, maar het is een van de belangrijkste resultaten. Je leert elkaar kennen. De industriële partij ziet welke know how je hebt; ziet dat je er al jaren serieus aan werkt. Je komt in elkaars netwerk te-recht. Op het moment dat het actueel wordt, heb je een basis. Je bouwt dus een fundament voor vervolgstappen. Als je uit het niets bij een bedrijf aanklopt, gaat het je niet lukken.’

Advies voor collega-innovators Wees niet te ambitieus. Te veel willen in te weinig tijd is een faalfactor. Anton Wemmers:

‘Het opschalen van technologie is een echte Processie van Eternach: drie stappen vooruit en twee stappen achteruit. Als je de scope voorzichtiger formuleert heb je meer kans op succes. Je kunt beter kleine stappen nemen met een hoge slaagkans dan een grote gedurfde sprong wagen waarmee je in het moeras kan belanden. Als het dan tegenzit, moet je eerst het moeras uitploeteren voor je weer verder kan; dat kost veel tijd en geld. Maak dus een goed doordacht projectplan met een beperkte scope, opgebouwd uit kleine stappen.’

Doorzettingsvermogen is onontbeerlijk voor succes. Anton Wemmers: ‘Mijn advies is: be-ginnen en volhouden. Blik op oneindig en doordouwen. Je moet echt optimistisch zijn, anders begin je er niet aan en anders geef je het op halverwege de rit vanwege de onvermijdelijke ob-stakels die je op je weg tegenkomt..’

Zorg voor voeding uit de praktijk. Anton Wemmers: ‘Betrek de industriële eindgebruiker. Die hoeft financieel niet zwaar te investeren maar kan in-kind veel waarde toevoegen. Voor wie maak je de technologie? Die partijen moeten meedoen, dat levert de input op waarmee je de volgende stappen kunt zetten.’

Opmerkelijk Met betrekking tot de omzettingsrendementen is gestage vooruitgang geboekt in de afgelopen jaren. In 2002 lag dit rendement nog dicht bij 0% ten opzicht van Carnot , in 2008 is het wereld-record gebroken (48% van Carnot). De verwachting is dat vergelijkbare rendementen als de benzinemotor en koelinstallaties gehaald moeten kunnen worden in de nabije toekomst (65%-70% van Carnot). Doordat warmte kan worden omgezet in arbeid zonder dat daarbij bewegende delen nodig zijn en omdat de technologie toegevoegde waarde kan hebben in alle situaties waarin warmte, koude of elektriciteitsproductie een rol speelt, kan doorbraak van deze techno-logie voor een aardverschuiving zorgen op het gebied van energiebesparing.

38

Kerngegevens Projectnummer: EOSLT7022 Projecttitel: Restwarmte Opwaarderen met Sorptie en Akoestische technologie Penvoerder: ECN Medeaanvragers: Bronswerk® Heat Transfer en Technisch Bureau Dahlman Participerende eindgebruikers: Tata Steel Nederland, ExxonMobil Benelux, Huntsman Holland,

Unilever Projectperiode: september 2008 – december 2011 Telefoon: 0224-564376 Emai: [email protected] Zie ook project TASOR pagina 31


https://dl.dropbox.com/u/2662922/EOS7022_ECN-E--12-040.pdf

39

Doelstelling Het demonstreren van een nieuw, continu en energiezuinig conserveringsproces voor inuline dat leidt tot fysisch stabiel halffabricaat, met behoud van microbiologische en chemische pro-ductkwaliteit en met een houdbaarheid van negen maanden.

Technologie Inuline is een veel voorkomend halffabricaat in de voedingsmiddelenindustrie van cichoreiwor-tel. Het bedrijf Sensus was alleen in staat om de cichorei te verwerken tot inuline tijdens de twaalf weken dat het wordt aangeleverd (campagnetijd). De rest van het jaar stond de fabriek stil. De cichorei moest na oogst namelijk direct worden verwerkt, omdat de kwaliteit van de cichorei na verloop van tijd daalt. De cichoreiplant breekt de natuurlijke vezel in het najaar en de winter zelf af en zet deze om in energie, het is de zogenaamde wintervoorraad van de plant. Sensus conserveerde daarom de kwaliteit van de vezel door middel van sproeidrogen. Sproei-drogen kost veel energie. Deze techniek verwijdert namelijk honderd procent van het water. Dat is echter niet nodig om halffabricaten voor een beperkte periode te conserveren. De ont-wikkelde technologie is geen nieuwe vorm van drogen, in het halffabricaat zit nog de helft van het water. Het is een manier om een productstructuur met een lage wateractiviteit te creëren, waarbij de cichoreiplant de producteigenschappen volledig behoudt. De specifieke structuur die het halffabricaat krijgt, maakt grootschalige opslag eenvoudig mogelijk. Het nieuwe proces omvat een aantal innovatieve processtappen. Het halffabricaat is lang ge-noeg houdbaar om de normale seizoensproductie te kunnen vervangen door een continu pro-ces. De technische uitdaging binnen het project was om een continu werkend, grootschalig, robuust en eenvoudig reproduceerbaar proces te realiseren. Kritieke factoren waren de inuline-ketengrootte, de reinheid en het chemisch, fysisch en microbiologisch gedrag. Sensus heeft hiervoor geïnvesteerd in een installatie die door Tebobin is ontworpen.

Toegevoegde waarde De technologie bespaart bijna zestig procent energie in vergelijking met sproeidrogen.

Veel producenten laten het sproeidrogen over aan andere bedrijven, zo ook Sensus. Nu staat de installatie op het eigen bedrijfsterrein, dat bespaart transport.

Het nieuwe proces maakt grootschalige opslag mogelijk, waardoor continue productie ge-durende het hele jaar mogelijk is geworden. Dat heeft voor een bedrijf belangrijke econo-mische, organisatorische en marketing voordelen. Frans Franssen: ‘Door de innovatie zijn we een jaarbedrijf geworden. Dat geeft meer flexibiliteit. Je kunt dichter naar de markt toe sturen. We moesten voorheen de productmix een half jaar tot negen maanden van tevoren bepalen. Van het halffabricaat kun je nog alle eindproducten maken, dus dat hoeft niet meer.’

40

Resultaten Het project is geslaagd. Frans Franssen: ‘Het is goed gegaan. Gelukkig! We hebben onze capaciteit met ruim een derde vergroot. We slaan het halffabricaat nu op in grote tanks, op industriële schaal, waarbij je toch de goede structuur behoudt zodat we het homogeen kunnen verwerken. Zonder onze innovatie krijg je onderin een vaste substantie en bovenin vloeistof. Je krijgt het dan niet meer goed uit de tank, het geeft risico’s op microbiële vervuiling. We bouwden met succes een semi-industriële plant en deden veel testen tijdens een lange onderzoeksperiode. We bepaalden de uitgangspunten om voldoende structuur te behouden en om waterscheiding en microbiële veront-reiniging te voorkomen. We selecteerden de apparatuur om alle benodigde bewerkingen te doen, verhitten, afkoelen, in beweging houden. En talloze vragen beantwoordt: Hoe kunnen we standtij-den verlengen? Hoe vertaal je dat naar een industriële schaal?’

Vervolgactiviteiten Nadat de installatie was opgeleverd is gewerkt aan optimalisatie van de techniek. Frans Frans-sen: ‘Als je van laboratorium naar industriële schaal gaat, blijkt dat je niet meer aan bepaalde eisen kunt voldoen. De koelers gaven in labschaal bijvoorbeeld geen vervuiling. Maar grotere hoeveelhe-den leggen een langere weg af over de koelplaten zodat we toch aangroei kregen en dus microbiële risico’s. Daar hebben we weer oplossingen voor verzonnen. Het zijn de kleine dingen die het ver-schil maken. Het principe werkt wel maar je moet in detail treden en bijvoorbeeld precies kijken hoe de vloeistof de tank binnenstroomt. Als het niet netjes langs de wand loopt gaat het verneve-len. We hebben stromingsonderzoeken gedaan en voor een stabielere stroming in de tank gezorgd. Al doende leert men. Het proces is nu helemaal gestroomlijnd.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off In de levensmiddelenindustrie vinden veel droogprocessen plaats voor het conserveren van eindproducten en halffabricaten. Circa vijftien procent van het totale energieverbruik in deze industrie wordt hiervoor gebruikt. Welk deel onnodig voor honderd procent wordt gedroogd, is onbekend. Wilfert van Veldhoven: ‘Je kunt met een vergelijkbaar procedé ook ander producttypes drogen, denk aan de melk- en zetmeelindustrie. We hebben het een aantal keren aangekaard bij andere spelers, er zijn wat uitwisselingen geweest met de zuivelindustrie. Ze waren vanuit dezelfde denktrant aan het kijken naar oplossingen. Ik weet niet of er inmiddels installaties zijn gebouwd.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Organisatorische innovatie en sterk projectteam Frans Franssen: ‘Als je van een campagnebedrijf verandert in een jaarbedrijf heb je een andere organisatie nodig. De organisatorische vernieuwing was voor ons bedrijf ook een groot project. Het lastige is dat je ondertussen wel gewoon door moet draaien en moet kunnen leveren. Hoe zet je de projectorganisatie op? Hoe pak je de samenwerking aan met andere partijen, met het ingenieurs-bureau Tebodin bijvoorbeeld? Je moet het heft deels in eigen hand houden, je moet zelf het beheer en onderhoud van de nieuwe installatie kunnen doen. Veel van onze mensen zijn productiegeoriën-teerd. Je krijgt door de innovatie nieuwe kennis en nieuwe perspectieven. Om het op te lossen hebben we hebben duidelijke keuzes gemaakt en een sterk projectteam samengesteld. We hebben voor hen tijd vrijgemaakt om er aan te werken, ze waren niet beschikbaar voor andere zaken. Als je dat niet doet, loop je het risico dat het team overbelast raakt en verstrikt raakt met zaken in de dagelijkse operatie.’

41

Vermijd vaak wijzigen van scope en voel de noodzaak Wilfert van Veldhoven: ‘Je moet te veel wijzigingen in de scope van het project zien te voorkomen. Je voegt dan namelijk nieuwe onbekenden toe. Dat bedreigt de beheersbaarheid in termen van planning en budget. We hebben veel extra tijd en geld moeten investeren in softwareoplossingen. Het duurde langer dan gedacht. De productie is een maand later opgestart, dat is veel voor een campagne van drie maanden. Door keihard en eensgezind te werken zijn we toch geslaagd. We hadden steeds het gevoel dat het goed zou komen op een paar momenten na. Als je om drie uur ‘s nachts denkt “Het gaat lukken” en het lukt vervolgens niet, dan heb je heb je het wel even moeilijk. Alle aanvoer is gecontracteerd, dat kun je niet eindeloos uitstellen. Voor degenen die de logistieke planning doen was het lastig. Belangrijke succesfactor was dat iedereen van productie tot marke-ting en sales doordrongen was van de noodzaak van de innovatie uit marktperspectief. Iedereen stond er voor de volle honderd procent achter.’

Draagvlak door communicatie Goede communicatie is cruciaal om succes te kunnen hebben bij dit soort innovaties. Frans Franssen: ‘Tijdig en goed communiceren is belangrijk. Je moet de betrokkenheid krijgen van men-sen bij project. Je moet er periodiek over vertellen aan het personeel. We besteedden er aandacht aan in ons interne blad. We praatten er over tijdens de lunch. Het gemeenschappelijk belang moet boven komen drijven, dat is cruciaal.’

Advies voor collega-innovators Wat zouden de innovators anders doen als ze het project opnieuw zouden kunnen uitvoeren? Frans Franssen: ‘Ik zou de verschillende functionele units beter testen bij de leveranciers, dus voordat je ze installeert. Uiteindelijk nemen leveranciers niet het risico maar je kunt het zo beter onderzoeken. Ook kun je risico’s beperken door nieuwe productie units te scheiden van bestaande units. Als je dan problemen krijgt met de nieuwe unit, blijft het effect beperkt. We waren nu even onze hele productiecapaciteit kwijt vanwege technische storingen aan de nieuwe unit. Dat moet je voorkomen. Dat kan door er vroegtijdig aandacht aan te schenken en goede afspraken te maken. Een deel van de fabriek is nieuw, dat is interessant. Daar trekken mensen naar toe en dan krijgt het bestaande proces automatisch minder aandacht, dan zie je zaken over het hoofd.’

En welk advies zouden Wilfert van Veldhoven en Frans Franssen nog willen geven aan een colle-ga die een vergelijkbaar project gaat starten? ‘Vooral gewoon doen! Durf de vernieuwing aan. Maar let op: het vergt wel doorzettingsvermogen, het gaat niet vanzelf.’

Kerngegevens Projecttitel: Demonstratie van een nieuwe, energiezuinige conserveringstechniek voor

halffabrikaten van levensmiddelen Projectnummer: DEMO09001 Penvoerder: Koninklijke Coöperatie Cosun U.A. en Sensus Subcontractant: Tebodin Geïnterviewden: Wilfert van Veldhoven (Sensus) en Frans Franssen (Cosun) Website: www.cosun.nl Telefoon: 0165- 58 25 20 Email: [email protected] Projectperiode: november 2007 – augustus 2009


http://www.cosun.nl/



43

4.1 Overzicht afgeronde projecten Energiebesparing bouw -eindrapport beschikbaar


Onderzoek naar en realisatie van een energiebesparend en duurzaam woon-complex met energienoviteiten

Woningstichting De Woonplaats

mei-05 okt-09 DEMO01013

Duurzaam IFD-Bouwen in Heerhugowaard Gemeente Heerhugo-waard

apr-05 okt-07 DEMO01014

Breathing Window Fiwihex mrt-05 mrt-09 DEMO01015

ICS Zonneboilers Ecostream apr-05 mrt-07 DEMO01026

Passieve huizen (Zweeds model) in de Noordrand te Groenlo

Bouwfonds Ontwikke-ling B.V.

sep-09 dec-11 DEMO01027

Clusterproject demonstratie innovatieve ventilatiesystemen

Stichting DEPW dec-05 dec-10 DEMO02005

Duurzame koeling aan de Zuidas uit de Nieuwe Meer

N.V. NUON Warmte jun-05 dec-07 DEMO02022

Nieuwbouw Haagse Hogeschool te Delft Haagse Hogeschool nov-05 aug-10 DEMO03017

Demonstratieproject voor grondwarmte-wisselaars in negen vrijstaande woningen in Nijeveen (gemeente Meppel)

J.E. Stork Air jan-06 dec-09 DEMO03019

Demonstratie kosteneffectieve zonneboiler

Solesta mei-06 jul-08 DEMO04020

Innovatieve bouwen installatie-elementen voor het Passief Huis

Aramis Alleewonen mei-06 mrt-10 DEMO05020

Gezond slim en energiezuinig ventileren Itho okt-06 okt-09 DEMO06011

Demonstratie van het Tropendak Planet Safe aug-06 dec-08 DEMO06018

Warmtepomp / CV combinatie voor ver-warming bestaande en nieuwbouw: ELGA

Warmtepomp Techniek Nederland

okt-06 dec-09 DEMO06025

Demonstratieproject HRe-ketel voor huis-houdens 2007-2009

Remeha okt-07 okt-09 DEMO06029

Grootschalige demonstratie vacuümbuis collectoren

ENECO Warmtenetten feb-07 jan-10 DEMO07020

Hybride warmtepomp met een energie-dak als warmtebron

Koning Willem I College jan-08 jan-11 DEMO09017

» Lake Source Cooling Eesermeer

UR Cool feb-08 feb-12 DEMO09020

44

Project DIRT (aarde) Verkleij Telecommuni-

catie- & KabelwerkeN mrt-08 sep-11 DEMO09037

» De wijk van morgen (project verlengd, rapport nog niet beschikbaar)

Hogeschool Zuyd mei-08 dec-13 DEMO09046

Ecolab 2050: Hoogrendement-warmtekoudeopslag toegepast in inte-graal duurzaam gebouwconcept

Koninklijke Nederland-se Akademie van We-tenschappen (KNAW)

jun-08 jun-11 DEMO09052

» Dry to Cool airco (D2C)

Optimair apr-06 mrt-08 IS073001 DEMO10006

Duurzame en innovatieve renovatie Boos-tenwijk Maastricht

Servatius Ontwikkeling jan-08 sep-10 DEMO09063

» Demonstratie dynamische LED

sportverlichting

LEDexpert apr-10 dec-11 DEMO11027

Energiezuinige toneelverlichting Vereniging voor Podiumtechnologie

aug-10 mrt-11 DEMO11033

Geïntegreerde exergetische conceptvor-ming voor duurzame regionale en stede-lijke ontwikkeling



MJP energie in de Gebouwde Omgeving Energieonderzoek Cen-trum Nederland


RENEWABLE COOLING for the Long Term Energy Research Strategy LT-EOS

Food & Biobased Re-search

jul-06 dec-09 EOSLT04013

WAELS III: Woningen als energie leverend systeem


mrt-06 sep-08 EOSLT04020

RIGOUREUS Energieonderzoek Centrum Nederland

sep-06 aug-09 EOSLT05001

MJP energie in de Gebouwde Omgeving Energieonderzoek Centrum Nederland






Haalbaarheidsstudie HRe Itho Daalderop Opera-tions

nov-08 okt-10 KTOH01012

Mini-WKK op frituurolie Cornelissen Consulting Services

jan-09 sep-10 KTOH01030

Onderzoek haalbaarheid led verwarming Led-Heating jan-09 dec-09 KTOH01036

Haalbaarheidsonderzoek naar Geprefabri-ceerde Geïntegreerde Elementen voor de gebouwschil voor grootschalige woning-verbetering

Projectgroep DEPW feb-09 jul-10 KTOH02003

Darklight De Beijer RTB mrt-09 okt-10 KTOH02009

Haalbaarheidsstudie ClimaRad Active Cool (CAC)

ClimaRad Holding mrt-09 dec-10 KTOH02015

45

Goede ventilatie, energieneutraal Qlima mei-09 apr-10 KTOH02016

Intelligente Stooklijn Regeling Zowel Energy Technologies

mei-09 dec-09 KTOH02026

Koeling Blijft Hot! Avions Voisin jan-10 jun-10 KTOH02034

AeroTech: hoog presterende, laagmassa isolatieproducten gebruikmakende van aerogel- en nanotechnologie

Bluedec mrt-10 okt-10 KTOH03003

NEPHI: slimme interactieve monitoring voor het totale energiegebruik van wo-ningen

PC Data jul-10 okt-11 KTOH03006

Barriers and Light Extraction in Structured Substrates for OLED lighting (BLESS)

Om&T okt-09 sep-11 KTOT02049

Energieneutrale prefabwoning met be-tonkern activering

CRH Structural Con-crete

jul-09 jul-11 KTOT02059

Warmteterugwinning en zonnewarmte, Recusol

Innovy dec-06 dec-07 NEOH01006

Magnificent - een efficiency revolutie in verwarmen en koelen

New-Energy Works okt-07 feb-09 NEOH02008

Haalbaarheidsonderzoek energie organi-ser samen met centrale multipurpose warmte en koude opwekking in woningen

Cauberg-Huygen Raad-gevende Ingenieurs

okt-07 okt-09 NEOH02011

Energiebesparing door lokale klimatisering

MODINT Ond.org. mo-de, inter, tapijt & textiel

okt-07 dec-08 NEOH02013

Actieve groene koelen ventilatiewand Arup jun-08 dec-09 NEOH03001

Solar Power, heating and cooling device Entry Technology Sup-port

okt-08 jun-11 NEOH03011

Schakelbaar Isolerend Systeem S.I.S. PBM Holding Veldho-ven

sep-09 dec-10 NEOH04014

Onderzoek naar Smart Energy Glass Peer + okt-08 okt-09 NEOT04009

Concentratie - transport - distributie van (dag) licht

TNO Bouw en Onder-grond

jun-09 jul-10 NEOT06012

Metaaloxideoppervlakken als modelsys-temen voor watersplitsing met zonlicht

FOM Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen


Realisatie meest energiezuinige gemeen-tehuis van Nederland in Bronckhorst

Gemeente Bronckhorst dec-08 apr-10 UKP01033

Ketendoorbraak door een duurzame COP garantie WP-installaties op aardwarmte

Itho Daalderop Neder-land

dec-08 dec-11 UKP01034

Aardwarmtenetwerk Pijnacker Ammerlaan Real Estate nov-09 jul-11 UKP02028

Duurzaam, duurzamer, duurzaamst Basisschool de Regen-boog

aug-09 feb-10 UKPNH01005

46

Leren en besparen? Basisschool De Wheele aug-09 feb-10 UKPNH01006

Renovatie kantoorgebouw Triodos bank Utrechtseweg

Triodos bank jul-09 okt-09 UKPNH01007

Duurzame scholen in Amsterdam Noord De Hypotheker Am-sterdam Noord

jul-09 dec-09 UKPNH01008

Haalbaarheidsstudie naar Klimaatneutraal stadskantoor Hengelo

Am Real Estate sep-09 feb-10 UKPNH01009

Fris en energieneutraal Onderwijsstichting Arcade

aug-09 okt-09 UKPNH01010

Haalbaarheidsstudie naar CO2-neutrale nieuwbouw voor het kantoor van de Trio-dosbank te Utrecht

Ipmmc Vastgoed sep-09 feb-10 UKPNH01011

Odyzeeschool op weg naar energieneu-traal: passief bouwen en frisse school

Stichting Emergis, cen-trum voor ggz

jun-09 nov-09 UKPNH01012

Haalbaarheidsstudie CO2-neutraal kantoor Imtech Kerkrade

Imtech Nederland jul-09 jan-10 UKPNH01013

4e Gymnasium Houthavens Sier Projectmanage-ment & Advies

jul-09 dec-09 UKPNH01014

Naar energieneutrale Wageningse basis-scholen

Gemeente Wageningen jul-09 nov-09 UKPNH01017

Onderzoek naar energie besparings- en verduurzamingsmogelijkheden ‘Mandele-laan 39-43, Rotterdam’

Vastned Offies / Industrial

aug-09 jan-10 UKPNH01019

Onderzoek naar energie besparings- en verduurzamingsonderzoek ‘De Rode Oli-fant’

De Rode Olifant aug-09 nov-09 UKPNH01020

Duurzame Tempel Aurelius Monumenten jul-09 sep-09 UKPNH01022

Groene Toren Ing Real Estate Invest-ment Management

jul-09 nov-09 UKPNH01023

Nieuwbouw praktijkgericht onderwijs Heerhugowaard

Gemeente Heerhugo-waard

aug-09 nov-09 UKPNH01024

Renovatie gemeentehuis Venray Gemeente Venray jul-09 dec-09 UKPNH01025

Nieuwbouw en verbouw CSG Liudger, locatie Splitting en Raai

CSG Liudger aug-09 feb-10 UKPNH01028

Haalbaarheidsstudie community center Ru Paré

Woonstichting de Key aug-09 dec-09 UKPNH01029

Energieconceptstudie voor een campus in Sint Annaparochie

Gemeente Het Bildt sep-09 feb-10 UKPNH01030

Haalbaarheidsstudie energieneutrale ge-bouwen gemeente Wageningen

Gemeente Wageningen jul-09 dec-09 UKPNH01033

Nieuwbouw Nutsschool Woonstede te Den Haag

Haagse Nutsscholen aug-09 nov-09 UKPNH01034

47

Villa Flora WGR Venlo Greenpark aug-09 sep-09 UKPNH01036

Van Lodensteincollege naar energieneu-traal

Stichting voor Onder-wijs op Reformatori-sche Grondslag

jul-09 sep-09 UKPNH01039

Haalbaarheidsstudie naar verregaande energie- en CO2-reductie voor het nieuwe schoolgebouw voor Talenstad te Zwolle

Ipmmc Vastgoed aug-09 feb-10 UKPNH01040

Haalbaarheidsstudie naar duurzame ont-wikkeling CBS oud en Zeswegen, Heerlen

Ipmmc Vastgoed sep-09 mrt-10 UKPNH01041

Haalbaarheidsstudie naar verregaande CO2-reductie voor het BelleVue Complex

Ipmmc Vastgoed sep-09 dec-09 UKPNH01042

Haalbaarheidsstudie naar verregaande CO2-reductie WTC gebouw, Utrecht

Ipmmc Vastgoed aug-09 jan-10 UKPNH01043

Haalbaarheidsstudie naar verregaande CO2 -reductie WTC gebouw, Breda

Ipmmc Vastgoed aug-09 dec-09 UKPNH01044

Haalbaarheidsstudie CO2-neutraal kantoor Imtech Den Haag

Imtech Nederland jul-09 jan-10 UKPNH01061

Micro WKK Nederlandse Gasunie nov-04 jul-07 UKR01002

Warmtetransitie woningbouw ENECO Warmtenetten mei-05 jun-10 UKR01006

Energiebesparingsproject in de wijk Wielenpolle te Leeuwarden

Nieuw Wonen Vast-goed

mei-05 sep-07 UKR01017

Gesloten VBWW voor slechte bodemge-steldheid en grote vermogens

Cogas Infra en Beheer mrt-06 nov-07 UKR03010

Thermodynamica in transitie, toekomst wordt werkelijkheid

Kennis en Energie jun-06 jun-10 UKR03015

Polderweggebied: op maat voor duurza-me herstructurering

Stadsdeel Amsterdam-Oost

apr-06 dec-09 UKR03016

Poldergas voor Polderwijk Essent Warmte mrt-06 dec-11 UKR03017

Warmtelevering Marssteden Twence Afvalverwer-king

jan-08 aug-11 UKR06001

Project energie uit wisselingstation KW voor kantorenpark Diepenvoorde

Brabant Water sep-07 mei-10 UKR06016

Duurzame energievoorziening Rem-brandtflat

Woningstichting Open-baar Belang

apr-08 jun-09 UKR07017

Duurzaam en comfortabel wonen Woningbouwvereniging 'Bergopwaarts'

mei-08 dec-12 UKR07024

Duurzame renovatie 85 woningen Biddinghuizen Centrumplan Zuid

Stichting Oost Flevo-land Woondiensten

jun-08 dec-09 UKR07029

49

Doelstelling Het ontwikkelen en testen van een nieuwe luchtdroger en –koeler.

Technologie Dauwpuntskoeling, ook wel bekend als indirecte verdampingskoeling, gebruikt water als koel-middel. Als je lucht langs water blaast, leidt verdamping van het water tot koeling. Dit is een natuurlijk proces, dat weinig energie vergt. Het nadeel is dat het niet goed werkt bij hoge lucht-vochtigheid. De lucht zou dan eerst gedroogd moeten worden, maar dit vergde altijd veel ener-gie, waardoor dauwpuntskoeling minder interessant was. De combinatie van een nieuwe zeer energiezuinige luchtdroogtechniek met een dauwpuntkoeling vormt de oplossing: het nieuwe Dry to Cool (D2C) systeem. Arthur van der Lee: ‘Energiezuinig drogen van lucht is de kern. Dat maakt het mogelijk zeer ener-giezuinig te koelen. De nieuwe technologie is tweeledig bruikbaar. Klanten kunnen de nieuwe droogtechniek en koeltechniek zowel los als in combinatie inzetten, afhankelijk van de omstandig-heden en behoeften.’

Resultaten Er is allereerst een plan van eisen opgesteld voor het eindproduct. In de loop van het project zijn de eisen aangescherpt. De samenwerking met een marktpartij, installatiebedrijf Van Dam Groep, droeg bij aan het toespitsen van de eisen op specifieke markteisen. De Technische Universiteit Eindhoven verrichtte onderzoek naar geschikte materialen. Op grond van de resultaten voerde Optimair met succes kleinschalige testen uit voor het ‘proof of principle’. De tests gaven inzicht in de droogcapaciteit en het proces van opname en regenera-tie. Met deze kennis zijn prototypes gebouwd en getest. Arthur van der Lee: ‘Een uitvinder had een baanbrekend idee om energiezuinig te drogen met een materiaal dat met minimaal energiegebruik vocht aan de lucht onttrekt en weer afgeeft. Niemand wilde er mee aan de slag maar Ton Letwory, de trekker van het project en oprichter van Optimair, vond het idee intrigerend en verdiepte zich in de details. Dat was in 2005. Als je begint met een idee moet er nog heel veel water door de Rijn stromen voor je omzet en winst draait. Er zijn in het begin weinig mensen die erin geloven en risico willen lopen. Het was dan ook belangrijk dat Agentschap NL subsidie gaf om een werkend systeem te kunnen ontwikkelen dat we in de praktijk konden tes-ten. We zijn nu zeven jaar verder en verkopen de eerste producten.’

Toegevoegde waarde Wereldwijd schaadt koeling in gebouwen en de industrie het milieu door het gebruik van koel-middelen en het energieverbruik. De Nederlandse industrie besteedt ongeveer vijftien procent van het energieverbruik aan drogen, wereldwijd slurpt koeling in deze sector liefst dertig pro-cent op. De nieuwe technologie gebruikt water als koelmiddel en is zeer efficiënt. Het bespaart tot tachtig procent energie op drogen. In vergelijking met compressiekoeling bespaart het koel-systeem ook tot circa tachtig procent energie. De technologie werkt aanzienlijk simpeler dan conventionele airco’s. Hierdoor is de bedrijfszekerheid groter en het onderhoud goedkoper. En

50

het is in principe geschikt voor vrijwel alle airco’s. Ook is continue ventilatie met frisse lucht mogelijk met het systeem.

Vervolgactiviteiten Het team installeerden en testten demonstratiemodellen op twee locaties: ons kantoorpand en het pand van onze partner. Arthur van der Lee: ‘Door in de praktijk te testen leer je veel. Wij leren veel van de installatiepraktijk via de demo bij onze partner, zij leren weer van ons over de aanpak van dit soort innovaties. We hebben nu inzicht in wat voor onderhoud er nodig is, hoe je bij be-paalde onderdelen komt, welke onderdelen je het beste kunt gebruiken. Op grond van de praktijk-tests, versimpelden we enkele onderdelen. Vervolgens zijn we de markt opgegaan met promotio-nele activiteiten. We staan op beurzen, geven presentaties. Er zijn veel bedrijven op ons afgeko-men. Het was niet voor niets: we hebben een launching customer! Onze eerste klant beschikt over veel gebouwen dus we beginnen meteen goed.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Het herhaalpotentieel en effect voor de markt is groot. Dry2Cool kan vrijwel overal worden toe-gepast: in koelkasten, drogers, maar ook bij industriële drogers of datahotels. Optimair becijfer-de dat een wereldwijde energiereductie van in totaal twintig procent in potentie mogelijk is.

Arthur van der Lee: ‘We verwachten dat het losbreekt nadat we de producten bij onze launching customer hebben geïnstalleerd. Het is gewoon een goed product met een terugverdientijd korter dan vijf jaar. De drempel waar je tegen aanloopt “ja maar het is nieuw” hebben we overwonnen. We hebben bewijsmateriaal, TNO verifieerde metingen. Onze demo-installaties draaien goed. Er waren veel tussenstappen nodig maar uiteindelijk heb je de munitie om de markt te overtuigen. En die markt is ontzettend groot, wereldwijd. Het is een jongensdroom.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Scepsis overwinnen Arthur van der Lee: ‘Het was lastig om partners of investeerders te vinden. Onbekend maakt on-bemind. Men schatte in dat het lang zou duren om zo’n systeem te ontwikkelen. Maar we ontwik-kelden de techniek heel voortvarend, dat is gewoon hartstikke goed. We zijn gezegend met ons team, onze partners en onze launching customer.’ Financiering is lastig maar houd je scherp Arthur van der Lee: ‘Geld was een obstakel. We zijn heel zuinig geweest. Onze financiers hebben geen onuitputtelijke hoeveelheid geld. De ondersteuning van Agentschap NL kwam als geroepen. Typerend voor het proces is dat we niet begonnen met een grote zak geld en de boodschap: “zorg maar dat het goed komt”. Het is meer stapsgewijs gegaan en dat houd je scherp. We moesten steeds onze best doen om geld te krijgen. Daardoor houd je het einddoel altijd goed voor ogen. En daardoor ben je er op gebrand naar de markt te gaan en omzet te maken.’

Het hart op de juiste plaats Het gaat niet alleen om geld, bevlogenheid is dé motor voor succesvolle innovatie. Arthur van der Lee: ‘Onze directeur is zeer gemotiveerd, zeer gedreven. Als bedrijf moet je natuurlijk efficiënt werken en geld te verdienen. Maar als een bedrijf zich alleen daar op richt, is het toch een ander verhaal. Je ziet het aan de motivatie en inzet. Mensen deden onbezoldigd hun best, er is een vonk overgeslagen. Mensen die het niet interesseert, raken überhaupt niet betrokken. Hoe meer het succes zichtbaar is, hoe meer mensen er op afkomen: het verandert de zaak. Je hebt financiering nodig van mensen die je visie delen, niet van mensen die uit zijn op snel geld verdienen. Dus je moet

51

zorgvuldig selecteren. Tot voor kort opereerden we daarom achter de coulissen, zonder tam tam. Mensen die hier wonen, weten nu pas wat ons bedrijf doet. We hadden geen belang bij publiciteit, alleen belang bij goede partners. Als je naar buiten treedt, kom je in de commerciële fase. Het be-drijf groeit, er zijn meer externe betrokkenen, we veranderen naar productiebedrijf.’

Waag de sprong naar de markt Arthur van der Lee: ‘De grootste bedreiging van een goed idee is een nog beter idee. Je kunt altijd door blijven ontwikkelen met testopstellingen en demonstratiemodellen. Maar op een gegeven moment moet je de markt op, anders komt het nooit tot implementatie. Productontwikkeling is een uniek proces, dat is de kern van ons bedrijf. Maar we moesten toch de focus verleggen van R&D naar productie en marketing. Die omslag hebben we gemaakt. Daar zijn andere mensen voor nodig dan techneuten: bedrijfskundigen en marketeers hebben een ander perspectief. Zonder die kante-ling heb je alleen de techniek, maar geen product. Op een gegeven moment moet je omzet maken, dat moment is nu gekomen.’

Houd je ogen open voor kansen Oorspronkelijk was koeling de hoofdfocus. Gaandeweg werd duidelijk dat de droogtechnologie los ook voldoende meerwaarde heeft om als zelfstandig product op de markt te brengen. Arthur van der Lee: ‘Hoe dichter je bij de markt komt, hoe meer toepassingen je ziet.’

Advies voor collega-innovators Arthur van der Lee: ‘Het klinkt een beetje als een complottheorie, maar het blijkt toch de praktijk van alledag: mensen proberen er met je idee van door te gaan of je te dwarsbomen. Dat was een nieuwe ervaring voor mij, ik vond het verbazingwekkend. Ze komen naar je toe met allerlei vragen, proberen informatie te ontfutselen of stellen voor: “Laat ons het maar doen.” Als je dan terughou-dend bent, zeggen ze snel gedag en hoor je nooit meer wat van ze. Het bleef niet alleen bij pogin-gen om ons idee weg te kapen, anderen probeerden ons te laten falen. Het was echt spannend en ook heel leerzaam voor mij. Dus mijn advies is: wees op je hoede en selecteer zorgvuldig met wie je in zee gaat!’

De innovator benadrukt tot slot nogmaals dat een lange adem, vertrouwen en een visie nood-zakelijk zijn. Arthur van der Lee: ‘Je moet écht geloven in het product. Je doet continu investerin-gen zonder dat je er op korte termijn iets van terugziet. Als je dan niet weet waarom je het doet, haal je nooit de eindstreep.’

Opmerkelijk De oprichter van Optimair, Ton Letwory, is met de Dry to Cool technologie genomineerd voor de Herman Wijffels Innovatieprijs 2011 en de Accenture Innovation Award 2012.

Kerngegevens Projecttitel: D2C-airco Projectnummer: IS073001, DEMO10006 Penvoerder: Optimair Geïnterviewde: Arthur van der Lee Website: www.optimair.nl Telefoon: 0521- 570 030 Email: [email protected] Projectperiode: april 2007 – juli 2012


http://www.optimair.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/IS073001_eindverslag.pdf

53

Doelstelling Het demonstreren van een koelsysteem dat gebruikmaakt van de koude opgeslagen in de on-derste laag van diepe meren.

Technologie De techniek van Lake Source Cooling is in opzet zeer eenvoudig. Bij meren die dieper zijn dan twintig meter ontstaat in de zomer een warme bovenlaag van rond de twintig graden Celsius en een koude onderlaag van ongeveer acht graden Celsius. De scheiding van de twee lagen ligt ruwweg op vijftien meter diepte. De precieze waarden zijn afhankelijk van de omvang van het meer, de diepte en uiteraard het klimaat. De installatie pompt via een zogenaamde haalbuis het koude bodemwater naar boven. Het wa-ter gaat in een gesloten leidingcircuit over een warmtewisselaar. Aan de andere kant van de warmtewisselaar gaat het gekoelde water door een ringleiding naar de koelunits van gebou-wen. Daar leidt de installatie het koude water door vloeren en wanden. Wil de klant liever koude lucht, dan kan dat ook. Het water, opgewarmd tot ongeveer achttien graden, komt na beluch-ting terug in de plas. De beluchting voorkomt beïnvloeding van flora en fauna.

Toegevoegde waarde Extreem laag energieverbruik, tot uiting komend in zeer gunstige COP. Er is alleen pomp-

energie nodig. Berekeningen tonen aan dat de technologie leidt tot een besparing van vijf-enzeventig tot negentig procent op het elektriciteitsverbruik voor koeling.

Lage aansluitkosten. Door het centrale koelwaternetwerk zijn veel minder technische in-stallaties nodig. Dit scheelt investeringskosten, ruimte en door het onderhoudsvrije ont-werp is de klant decennia verzekerd van koeling. Gebruikers hebben bovendien totaal geen omkijken naar het systeem door zijn eenvoud.

Geen geluid.

Weinig ruimtebeslag in gebouwen.

Aansprekend, natuurlijk concept.

Resultaten Roelofs Planontwikkeling realiseerde in samenwerking met Unica Ecopower het Lake Source Cooling systeem voor bedrijvenpark Eeserwold in Steenwijk. Roelofs ontwikkelt het bedrijven-terrein en exploiteert de aanliggende zandwinning uit het Eesermeer. Unica leverde de techni-sche knowhow voor de ontwikkeling en aanleg van het systeem. Ingenieur Gertjan de Wit gaf technisch advies en verzorgde de vergunningaanvraag. De technische opzet van het project is zeer geslaagd. De nominale capaciteit van het systeem bedraagt nu 2,5 MW. Er is een vergunning verleend voor een capaciteit van 10 MW. De aansluit-waarde van huidige klanten bedraagt 190 kW. Door het achterblijven van de economische ont-wikkeling benut het bedrijventerrein maar een klein deel van de capaciteit van het systeem.

54

André Roelofs: ‘We liepen al lang met de gedachte rond. Ons bedrijf Roelofs Planontwikkeling exploiteert meerdere zandwinningen in Nederland. We zijn maatschappelijk betrokken en willen investeren in duurzaamheid. We hebben een paar keer de koppen bij elkaar gestoken en het idee verzonnen. Royal Haskoning onderzocht de kansen voor warmte- en koudeopslag. De conclusie: warmteopslag is lastig rendabel te krijgen. Maar koude is lucratief. Veel mensen realiseren zich niet dat koude een veel duurder product is dan warmte. Met een enorme koude bron van acht graden kun je flink wat koelaggregaten uitsparen. Je hebt geen geïsoleerde leidingen nodig en maar één ringleiding, een behoorlijke besparing. Zo konden we de case sluitend krijgen. Deze capaciteit van tien megawatt kan nog vergroot worden. Het meer is vijfenveertig meter diep en zestig hectare groot, een gigantisch koelreservoir. We hebben energiebedrijven gevraagd om te participeren. Die zagen niets in het systeem. Energiebedrijven zijn meer gericht op warmte en elektriciteit. Daarom werken we samen met Unica. Zij hebben maatschappelijke betrokkenheid ook hoog in het vaandel. Het is een goede klik. En het systeem werkt perfect.’

Vervolgactiviteiten Roelofs Planontwikkeling en Unica hebben het bedrijf UR Cool opgericht om de installatie te exploiteren en om nieuw installaties aan te leggen. UR Cool is een joint venture en bundelt de expertises van beide partijen. Door de economische crisis stokt helaas de verkoop van ruimte op het bedrijventerrein Eeser-wold. Er zijn twee bedrijven aangesloten op het systeem dus er is overcapaciteit. Het zou mooi zijn als een datacentrum of een voedingsmiddelenbedrijf zich op het terrein vestigen. Voor dit soort bedrijven is koeling van groot belang. Gertjan de Wit: ‘Het is jammer dat de crisis roet in het eten gooide. Bouwbedrijven moeten alle zeilen bij zetten om te overleven. Het systeem ligt klaar om nieuwe bedrijven er op aan te sluiten: het pompstation, de leidingen, het distributienet. Het zit in de grond en rendeert nu niet. Ik heb nog wel een klein systeem aangelegd voor het bezoekerscentrum van natuurpark Lelystad. Het gaat om een capaciteit van vijf kubieke meter per uur. Het werkt prima.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Het herhalingspotentieel van Lake Source Cooling is groot. Dit blijkt uit gerealiseerde projecten rond Amsterdam. Bij het Nieuwe meer en de Ouderkerkerplas draaien nu installaties. Het pro-grammabureau Klimaat en Energie van de gemeente Amsterdam schreef het advies ‘Stadskoude is hot, Amsterdam: haalt meer uit de meren!’ De titel spreekt voor zich: diepe meren zijn een aan-trekkelijk bron voor distributienetten van koude. Ook in de omgeving van Groningen en Almelo zijn mogelijkheden bestudeerd. Lake Source Cooling biedt dus een zeer goed perspectief op substantiële energiebesparing bij koeling van grote objecten. Denk aan zorggebouwen, winkelcentra, maar ook aan gekoelde opslagfaciliteiten voor landbouwproducten en datacentra. André Roelofs: ‘We hebben meerdere zandplassen. Het idee is er, de uitwerking is er, het is een bewezen techniek. Een ziekhuis benaderde ons onlangs met de vraag: is het aantrekkelijk? Maar je moet liefst het systeem aan het begin van de ontwikkeling van een terrein neerleggen. Als je een traditioneel gebouw met deze techniek wil koelen, is het te duur. Bij grote renovaties is het wel interessant. Maar in bestaande gebouwen is het lastig inpassen. Ook de ligging van het meer is belangrijk. Als er grote afstand is tot de gebouwen, gaat het rendement erg hard achteruit. Het is

55

een geduchte concurrent voor aquifer systemen. Het voordeel is dat je enorme pieklasten kunt wegdraaien zonder extra investeringen.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Tussen droom en daad staan wetten in de weg De vergunningverlener ziet de installatie als een lozing die valt onder de Wet Verontreiniging Oppervlakte Water. Het Waterschap Reest en Wieden zag aanvankelijk bezwaren. Het omhoog gepompte water is zuurstofloos en mogelijk voedselrijk. Het teruggepompte water heeft een hogere temperatuur. Dit zou de waterkwaliteit kunnen beïnvloeden. De ondernemers losten dit op door een beluchter te plaatsen bij de uitstroming. Uit bemonstering van de diepere lagen bleek het gehalte aan voedingsstoffen in het diepere water gelukkig erg mee te vallen. Het bleef zelfs onder de detectiegrens. Gertjan de Wit: ‘Mijn rol was technisch advies en het regelen van de vergunningaanvraag. De vergunningverlening was een obstakel. Het is een onbekende tech-niek. We moesten het waterschap ervan overtuigen dat er geen schadelijke gevolgen waren. Er waren een aantal revisies nodig voor we de vergunning kregen. Waar het om draait: je loost welis-waar warmte maar de bovenste laag blijft dezelfde temperatuur. Alleen het grensvlak dat de war-me en koude laag scheidt, duw je zo enkele meters naar beneden. Dat is een marginaal effect zon-der schadelijke gevolgen. André Roelofs: ‘We zijn nog een keer met het waterschap gaan kijken. We moesten namelijk volgens de regels elke drie maanden watermonsters naar het lab sturen. Maar het gaat om een gesloten systeem, er gebeurt niets met het water. We pompen het alleen rond. We zijn er in geslaagd het waterschap te overtuigen; de richtlijnen zijn aangepast.’

Een ongeluk zit in een klein hoekje Tijdens het afwerken van de onderwaterwand ter hoogte van de haalbuis stortte het talud in. Normaliter blijft een talud van ongeroerd materiaal stabiel, zeker als de hellingshoek niet steil is. Door de instorting vloeide de wand uit in een veel flauwere helling dan wenselijk. Het herstel van een instabiele helling is lastig en duur. In dit geval is daar kalkzandsteen voor gebruikt. Dit ongelukje heeft niets met de technologie te maken en valt te scharen onder de categorie ‘pech’. Met een fors prijskaartje van ongeveer drie ton.

Advies voor collega-innovators Vanwege de grootschaligheid en het interdisciplinaire karakter van de techniek, moeten de ini-tiatiefnemers de voorbereiding in een vroeg stadium starten. Er moeten veel neuzen dezelfde kant op staan. Een gezonde economische onderbouwing is daarbij van belang. Gertjan de Wit: ‘Je moet aantonen dat het product dat je levert waarde heeft. Als je het voordeel niet op de ach-terkant van een sigarendoos kunt uitrekenen, wordt het nooit wat. De voordelen van een goed energieproject moet je in vijf minuten aan iedereen kunnen uitleggen. Een echt goed idee en echt goed project is altijd simpel. Als mensen je plan niet begrijpen, klopt er meestal iets niet.’ Het vergt een lange termijn visie, durf, open communicatie en flexibiliteit om dit soort innova-ties te realiseren. André Roelofs: ‘We hadden ook halverwege kunnen stoppen. Je hebt doorzet-tingsvermogen nodig om alle obstakels te overwinnen. Je moet blijven communiceren met elkaar. Goede communicatie met alle partijen bevordert de slagingskans van zo'n project enorm. Gezamen-lijk kun je zo steeds kijken naar een passende oplossing. Openheid is daarbij belangrijk! Zoek daar-om partners die goed bij je passen. Die dezelfde doelstelling hebben wat betreft maatschappelijk verantwoord ondernemen en daar ook het lef voor hebben, die doorgaan ook al kost het een paar jaren en kost het extra geld. Die niet meteen met facturen gaan zwaaien als je wat meer uren moet draaien. Als je wat geeft, krijg je wat terug. Je kunt je als bedrijf er mee profileren. Het systeem is totnogtoe verliesgevend, toch is dit voor ons de juiste stap. Voor toekomstige projecten kan het

56

voordelen bieden, je moet een lange termijn visie hebben.’ Gertjan de Wit vult aan: ‘Het belangrijk-ste is een opdrachtgever die risico wil lopen en zijn nek uit wil steken. Dat soort mensen moet je in een gouden lijstje zetten. We hebben echt heel prettig samengewerkt.’

Opmerkelijk Bij volledige benutting van de huidige capaciteit van 2,5 MW is de CO2-reductie per jaar 255

ton. Om dezelfde kou met traditionele koelmachines op te wekken, is circa 750.000 kWh per jaar aan elektriciteit nodig. De pompen samen gebruiken 50.000 kWh, hierdoor be-spaart het systeem elk jaar 700.000 kWh aan elektriciteit. Dit is vergelijkbaar met 180.000 kuub aardgas; ten opzichte van traditionele systemen een besparing van 88%.

Andere landen gebruiken vergelijkbare systemen om hele steden te koelen. De stad Toron-to voorziet in 40% van zijn koelbehoefte met koud water uit het Ontario Lake. In de stad Stockholm is dat zelfs 80% (280GWh). Alleen de pompen hebben elektriciteit nodig waar-door de energiebesparing op 80%-90% komt. De milieuwinst is nog hoger omdat er geen koelvloeistoffen nodig zijn.

Kerngegevens Projectnummer: DEMO9020 Projecttitel: Lake Source Cooling Eesermeer Penvoerder: UR Cool (samenwerkingsverband tussen Roelofs Planontwikkeling en Unica

Ecopower) Partners: Royal Haskoning, Bries Energietechniek Geïnterviewden: André Roelofs (Roelofs Planontwikkeling) en Gert Jan de Wit (momenteel in

dienst van Bries Energietechniek) Website: www.urcool.nl, www.bries.nl Telefoon: 0546-671741 Email: [email protected], [email protected] Projectperiode: augustus 2008 - februari 2012


http://www.urcool.nl/

http://www.bries.nl/



https://dl.dropbox.com/u/2662922/DEMO09020EINDRAPPORT.pdf

57

Doelstelling Het creëren van een demonstratieterrein over duurzame bouwtechnieken voor studenten, be-drijven, overheden, onderzoekscentra en wijken in de omgeving. Studenten ontwerpen en reali-seren innovatieve gebouwen op het Avantis terrein als onderdeel van het leerproces. Het gaat om een combinatie van onderwijsinnovatie, toegepast onderzoek en duurzame bouwinnovatie.

Technologie De Wijk van Morgen is een ‘real life lab’ om duurzame technieken te testen. De R&D omgeving bestaat uit vier gebouwen en publieke ruimte met verschillende onderzoeksthema’s. De ge-bouwen dienen als kantoor, onderzoeksruimte, expositieruimte en startercentrum. Het eerste gebouw is opgeleverd. Het project demonstreert op het European Science and Business Park Avantis een nieuw con-cept voor energieneutraal wonen en werken (exergiehuis) en diverse innovaties op systeem- en componentniveau die net uit de R&D fase rollen. Maar ook het terrein als geheel moet duur-zaam zijn. Denk aan het recyclen van water en het gebruik van elektrische voertuigen. Materi-aalgebruik is een derde belangrijke pijler. Het streven is om een ‘nul-materiaal-woning’ te bou-wen met uitsluitend hernieuwbare materialen. Ludo Kockelkorn: ‘We praten over De Wijk van Morgen, niet over de wijk van de toekomst. Dat is een bewuste keuze. We willen duurzame technieken toepassen die je vandaag kan kopen en mor-gen toepassen. Onze hogeschool richt zich immers op toegepast onderzoek. De wijk van de toe-komst zou passender zijn als project van een universiteit. We werken wel met het nieuwste van het nieuwste wat op de markt te krijgen is. Het is namelijk belangrijk om innovaties in een heel vroeg stadium te demonstreren. Elk gebouw heeft bijzondere kenmerken. Het eerste gebouw heet ‘knik naar de zon’. Het is een passief huis, dat bouwen we nog weinig in Nederland. Er komen nu bedrij-ven bij ons kijken hoe het moet. De fundering van het tweede gebouw is bijvoorbeeld van textiel. Beton kost veel energie om te produceren. Het derde gebouw gebruikt energie zoveel mogelijk op het niveau dat het beschikbaar is: een exergiehuis. Denk aan het gebruiken van de warmte van douchewater. We doen onderzoek naar ‘Building integrated PV’. Die zijn bijvoorbeeld verwerkt in dakbedekking. Ook onderzoeken we het gebruik van bamboe als bouwmateriaal. Bamboe is ont-zettend sterk maar wordt in Nederland nauwelijks gebruikt.’

Toegevoegde waarde De Wijk van Morgen overbrugt de kloof tussen fundamenteel onderzoek en de praktijk

door een ‘real life lab’ te creëren waarin studenten en bedrijven nieuwe technieken de-monstreren. Ludo Kockelkorn: ‘Het mooiste compliment dat ik heb gekregen: “Vroeger liep het onderwijs achter bij het bedrijfsleven; nu komen bedrijven bij het onderwijs kijken hoe het anders kan.” Dat is toch prachtig!’

De onderwijsvernieuwing is minstens zo belangrijk als het testen van innovatieve technie-ken in de praktijk. Studenten maken een ontwerp voor een gebouw of woning die op zijn minst energieneutraal is en voldoet aan aanvullende eisen aan het ontwerp, bijvoorbeeld over toegepaste materialen en waterverbruik. Een jury kiest het beste ontwerp en vervol-

58

gens bouwen leerlingen de woning. Zo leren studenten wat duurzaam bouwen in de prak-tijk betekent. Ze leren zo ook eigen initiatief te nemen. Dat vraagt om een andere houding dan “de prof zegt dat het goed is, dus het is goed”. Bouwbedrijven verzorgen lezingen voor studenten maar helpen ook mee met het bouwen van de ontwerpen. Daar leren deze bedrijven zelf weer van. Vaak hebben de bouwers nog geen ervaring met het ‘zero-concept’: gebouwen die nul energie kosten, nul water kosten, CO2-neutraal zijn, kortom, de impact van de mens op zijn omgeving tot nul reduceren. De ontwerpen van studenten da-gen de bedrijven uit om met innovatieve producten te komen. Daar koppelt de onderwijs-instelling weer onderzoek aan: hoe presteren de innovaties? Het project is zodoende een innovatieplatform voor de hele regio.

Resultaten Het eerste passief huis staat, daar is De Wijk van Morgen nu gevestigd als bedrijf dat het ‘real life lab’ exploiteert. Zestig organisaties participeerden bij de bouw, tweehonderdvijftig studen-ten van het HBO, MBO, VMBO, en verschillende opleidingsinstituten hebben er aan gewerkt. Het exergiehuis en het biobased huis komen er aan. De onderwijsvernieuwing is geslaagd met een demonstratieomgeving voor nieuwe ontwikke-lingen op het gebied van duurzaam bouwen en duurzame energievoorziening. Bedrijven en studenten werken samen aan aansprekende projecten, steeds gebruikmakend van de laatste stand van de techniek. Ludo Kockelkorn: ‘Eerst was het streven om voor een kwart hernieuwbaar materiaal te gebruiken, nu is honderd procent onze ambitie. We hebben een ontwerp liggen voor het biobased gebouw dat op tweeëntachtig procent uitkomt. We besloten met de studenten architectuur om ons alleen nog te richten op bestaande gebouwen. Niet meer: “teken iets moois en zet het in de groene weide”. Dat is voorbij. Alleen herontwerp is echt duurzaam. De andere opleidingen zoals elektrotechniek en chemie doen mee. Dat betekent dat we niet alleen met innovaties aan de gang gaan, maar ook oude technieken op een innovatieve manier inzetten. En we zoeken nu naar materialen die je kunt inpassen, denk aan flinterdun dubbelglas met de afmetingen van enkelglas.’

Vervolgactiviteiten Het project dat in 2006 begon met een idee van de faculteitsdirecteuren Bouw en Techniek heeft een eigen dynamiek gekregen en is inmiddels van een blijvend karakter. De onderwijsin-stelling legt de lat steeds hoger, zowel wat betreft duurzaamheid van de te realiseren gebou-wen als wat betreft de onderwijsvernieuwing en de interactie met bedrijfsleven en de praktijk.

Er komt een Centre of Expertise New Energy, Built Environment and Renewables (NEBER) waarin ondernemers en onderwijsinstellingen nauw samenwerken. Investering: negentien miljoen euro. Doel is het omzetten van kennis en vernieuwende ideeën in concrete produc-ten en diensten. Ludo Kockelkorn: ‘In 2006 hadden we niet kunnen voorzien welke vlucht het zou nemen, dit hadden we niet durven dromen. We begonnen met heel klein groepje studen-ten en medewerkers. Nu ondersteunen de gemeente Heerlen, Hogeschool Zuyd, wereldmarkt-leider duurzaamheidscertificering SGS, de provincie en Parkstad het nieuwe initiatief. Er komt een Incubator voor startende innovatieve ondernemers. We betrekken het midden- en klein-bedrijf in de regio, bijvoorbeeld met vouchers voor het doen van onderzoek. Er komt een ex-pertise centrum voor doorverwijzing naar zestig partners. Alle perspectieven komen zo aan bod.’

Het vervolgproject ‘Bestaande Wijk van Morgen’ is gestart met steun van Agentschap NL. Dit project transformeert ruim honderdvijftig woningen van veertig jaar oud tot een passief

59

huis. Bedrijven werken samen met studenten aan de wijk vlak bij de onderwijsinstelling. Ludo Kockelkorn: ‘Deze praktijkervaring is goud waard. Studenten moeten ook leren om met bewoners te communiceren. De stap van demonstratie naar de bestaande wijk is vaak te groot. En de financiële aspecten krijg je zo beter in kaart. Zo kunnen we het accent gaan leg-gen op de exploitatiekosten van een gebouw, die blijven nu vaak buiten beschouwing.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Vallen en weer opstaan Een proces dat onderwijsinnovatie en technische innovatie combineert loopt niet vanzelf. Het roept ook vragen op. En je moet weerstand overwinnen. Ludo Kockelkorn: ‘Het is vallen en weer opstaan. De groep die enthousiast is, zie je groeien. Zo ook het ambitieniveau. In het begin zeiden we: “Stoppen met beton”. Nu zeggen we: “Stoppen met ontwerpen voor de voor groene weide”. Dat is eerst een schok voor de professionals die al vijfentwintig jaar bezig zijn met nieuwbouw. Dan krijg je een stevige discussies over de route en het tempo. En het nut van het hele proces. Het gaat zeker niet allemaal van een leien dakje. Je moet samen met een sterk team er in blijven geloven en doorzetten.’

Onbekend maakt onbemind Ludo Kockelkorn: ‘Je moet er veel over communiceren. In het begin is het te abstract. Nu we con-crete gebouwen realiseren die je kunt bekijken, is het makkelijker te begrijpen. We hebben van begin af aan de ambitie om samen te werken met Duitse organisaties. Avantis staat deels op Duits grondgebied en een regionale aanpak heeft veel voordelen. Dat bleek een communicatievraagstuk: de Duitse cultuur is conservatiever, ze zijn terughoudender. Ze waren totnogtoe slechts mondjes-maat erbij betrokken, maar nu we een echt gebouw kunnen laten zien, blijken ze daarmee makke-lijker te overtuigen dan met een praatje en een tekening’.

Advies voor collega-innovators Doordenk het wenselijke eindstadium goed. Wat is je eindbestemming? En wat heb je nodig om daar te komen? Als je hier niet bewust bij stil staat, loop je het risico belangrijke stappen over het hoofd te zien. Ludo Kockelkorn: ‘We hadden veel eerder moeten nadenken en communiceren over de exploitatie van ons demonstratieterrein. Hoe vermarkt je een ‘real life lab’? We begonnen met bouwkunde en techniek. Deze disciplines heb je nodig om gebouwen te realiseren, expertise over exploitatie zit er niet bij. Door je enthousiasme denk je er nog niet over na. We moesten op een gegeven moment pas op de plaats maken en beslissen hoe we het lab willen exploiteren. Wie is de verhuurder en wie is de koper? Het kan zo zijn dat je geen kantoorruimte verhuurt per vierkante meter maar per werkplek voor een onderzoeker. Van het begin tot het einde van een project in plaats van voor een vast aantal jaren. Ook hierin kun je innovatief zijn.’

Opmerkelijk Afstudeerprojecten van studenten van Zuyd Hogeschool vielen herhaaldelijk in de prijzen.

In 2009 sleepten zij de tweede prijs binnen van de GasTerra Transitie Jaarprijs. In 2010 wer-den twee inzendingen genomineerd voor deze prijs. En in 2011 wonnen drie studenten de Energiesprongprijs met het ontwerp van een energiedak waarbij zonnecellen in het dak zijn geïntegreerd.

In 2010 werd de Wijk van Morgen genomineerd voor de Sustainable Energy Europe Award en in 2011 genomineerd voor ABN AMRO MVO-prijs Parkstad Limburg.

60

Kerngegevens Projectnummer: DEMO09046 Projecttitel: De Wijk van Morgen Penvoerder: Zuyd Hogeschool Geïnterviewde: Ludo Kockelkorn Website: www.dewijkvanmorgen.nl Telefoon: 045-4006720 Email: [email protected] Projectperiode: mei 2008 – december 2013 (oorspronkelijke einddatum: mei 2011) Projectnummer: DEMO11004 Projecttitel: Bestaande Wijk van Morgen Penvoerder: Zuyd Hogeschool / RiBuilT Contactpersoon: Ronald Rovers Website: www.ribuilt.eu Telefoon: 045-4006275 Email: [email protected] Projectperiode: september 2010 – september 2013

http://www.dewijkvanmorgen.nl/


http://www.ribuilt.eu/


61

Doelstelling Het ontwikkelen en in de praktijk demonstreren van dynamische sportveldverlichting die sport-velden alleen met de gewenste en benodigde sterkte verlicht, afhankelijk van het gebruik. Met als voordelen: hoger gebruiksgemak, significante energiebesparingen (20%-70%), betere benut-ting van de velden, hoger spelcomfort voor de sporters door een betere kwaliteit van het licht, minder overlast voor omwonenden en minder hinder voor omliggende natuur.

Technologie Hoog vermogen LED applicatie met hoog rendement elektronica en voeding, met gebruikers-vriendelijke firmware software. Een verlichtingssysteem met geïntegreerde hoogwaardige technologie en besturingssysteem waardoor remote bestuur en beheer mogelijk is, zelfs naar eigen keuze wel of niet over internet waarbij ook informatie en data uit het verlichtingssysteem beschikbaar komt. Wat betreft interface kan gekozen worden: van een bedieningskast met knoppen tot een mobiele telefoon of een (tablet) computer.

Toegevoegde waarde Energiebesparing door efficiëntere lichtbron.

Energie besparen door minder branduren vanwege instantaan in- en uit te schakelen ver-lichting.

Betere lichtkwaliteit: beter wit licht waardoor hogere kleurherkenning en hogere waarde-ring door de sporters zelf. Geen schadelijk UV-licht en geen Infra-Rood.

Betere lichtverdeling, meer afgestemd op de gebruikersbehoefte

Milieuvriendelijker: geen gebruik van kwik of schadelijke gassen.

Lange levensduur: meer dan 20.000 uur, bij conventionele systemen is dat 3.000-7.000 uur.

Hoge systeemefficiëntie, dynamisch systeem dat meteen kan reageren op gebruikersbe-hoeften: geen opwarmtijd, geen ‘cool down’ tijd.

Goed dimbaar, besparing gaat in tegenstelling tot conventionele systemen gelijk op met het percentage dat je dimt.

Minder storend voor omwonenden door aanpassing lichtsterkte aan behoefte en gebruik en door minder strooilicht.

Betere benutting van de sportvelden door flexibiliteit en minder overlast.

Meer bedienings-, beheer- en gebruiksgemak.

Bij nieuwbouw door ontbreken van piek-inschakel verschijnselen goedkopere bekabeling.

Eenvoudigere installatie door draadloze aansturing.

Marinus Jan Veltman: ‘De huidige verlichtingssystemen hebben een opwarmtijd en moeten eerst een tijd afkoelen voordat je ze weer kan aanzetten. Dat leidt er in de praktijk toe dat sportvereni-gingen het volledige terrein met volle sterkte verlichten. Ook als er maar één veldje wordt gebruikt. Zonde! En niet vriendelijk voor omwonenden en natuur. Met ons systeem kun je makkelijk alleen de velden die de sporters gebruiken verlichten, met de benodigde lichtsterkte. Voor sporters is ge-dimd licht vaak zelfs prettiger dan volle kracht wedstrijdverlichting, bijvoorbeeld bij de warming-up. En we brengen meer licht op de velden en minder in de bosjes: nog minder lichthinder dus.’

62

Resultaten Een voetbal-, hockey- en een tennisveld is met dynamische ledsportveldverlichting verlicht

en goedgekeurd volgens de ISA-Sport verlichtingsnormen.

In het project zijn in totaal vijf hockeyvelden, vier voetbalvelden en negenentwintig tennis-banen van dynamische ledverlichting voorzien (in totaal 208 armaturen).

Installateurs kunnen het nieuwe systeem in verschillende configuraties samenstellen waarbij de bundelkarakteristieken en richtingen kunnen variëren. Er zijn een vijftal standaardconfiguraties op de markt gebracht waarmee de sportvelden volgends de bestaande richtlijnen zijn te verlich-ten. De belangrijkste parameters die variëren zijn mastpositie, masthoogte, aantal masten en verlichtingssterkte. Echter, er zijn een aantal standaardsituaties per sport aan te geven en de markt laat zich vooral overtuigen als een standaardsituatie uitgevoerd en goedgekeurd is. Dat is gelukt. Marinus Jan Veltman: ‘We hebben geen lamp gemaakt maar een dynamisch lichtsysteem. De com-binatie van de lamp en de besturing is een cruciaal verschil met de traditionele systemen. Je kunt het koppelen aan systemen van de sportclub. Dan krijgt het systeem intelligentie en kun je op grond van gebruikspatronen de verlichting optimaal laten aansluiten op behoefte. Zodoende heb je niet alleen technologie die bespaart, maar die daadwerkelijk waarde toevoegt in vergelijking met traditionele systemen. Dat past bij onze missie: het realiseren van moeilijke verlichtingsoplossingen in een gereguleerde nichemarkt.’

Vervolgactiviteiten Welke activiteiten heeft LEDExpert genomen na afronding van het project?

Op de markt voor de verlichting van sportvelden is een kleine groep installateurs actief, LEDExpert heeft hen benaderd. Daarnaast leidde publiciteit en mond op mond reclame er-toe dat sportverenigingen en gemeenten LEDExpert benaderen: ‘Kan dat ook bij onze sport?’

LEDExpert heeft installateurs getraind voor het instellen en installeren van dynamisch led-verlichting voor sportvelden. Denk aan de technische data om de noodzakelijke berekenin-gen te kunnen maken en rekenbladen om terugverdientijden vast te stellen.

Een handbalveld, een korfbalveld en een atletiekbaan zijn inmiddels ook uitgerust met het systeem.

Op stapel staan een Omni-veld, gravel tennisbanen en een kunstgras korfbalveld. De over-stap naar kunstgras is een mooi natuurlijk moment om dynamische ledverlichting te instal-leren. Omdat de velden duurder zijn, is optimale benutting belangrijk. Het gebruik ’s avonds neemt daarom toe.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off De succesvolle demonstratie maakt niet alleen de weg vrij voor brede toepassing bij voetbal, hockey, tennis en andere sporten. LEDExpert heeft door het behaalde succes nu ook stappen gezet op twee totaal andere markten: Area lighting en Industrial lighting.

Area lighting: LEDExpert werkt aan een opdracht om een terrein te verlichten. Dezelfde voordelen spelen hier nog sterker. Het gemiddelde aantal branduren per jaar is namelijk veel groter: 4100 uur terwijl het bij sportvelden gaat om 500-700 uur. Bovendien is de markt veel groter. Door dynamisch een klein oppervlakte waar gewerkt wordt sterker te verlichten en de rest te dimmen verbeteren de werkomstandigheden terwijl het bedrijf te-

63

gelijkertijd fors bespaart. Denk aan containeroverslag, aan terreinen waar onderhoud plaats vindt.

Industrial lighting: LEDExpert werkt aan een opdracht om een fabriekshal te verlichten. Bijkomend voordeel is dat de lampen veel platter zijn dan de conventionele systemen, dit leidt tot kostenbesparing bij nieuwbouw omdat een lagere bouwhoogte dan voldoet.

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Eerst zien dan geloven De betrokkenen denken eerst dat het niet kan, dat moet je bewijzen. Het is een conservatieve markt. Een demonstratieproject werkt goed om deze weerstand weg te nemen: eerst zien, dan geloven. Techneuten vinden het indrukwekkend: je kunt bij wijze van spreken een lichtorgel spelen met de lampen terwijl normaliter de lampen eerst moet opwarmen en dan afkoelen. Installateurs en sportverenigingen staan versteld als ze het verschil zien.

Vertrouwen komt te voet en gaat te paard: maak waar wat je belooft Vaak gaat de introductie van nieuwe technologie gepaard met de toetreding van nieuwe spelers op de markt. Daar zitten cowboys tussen. Ze beloven prestaties die ze niet waarmaken en ma-ken fouten. Ze installeren bijvoorbeeld ledverlichting die klachten veroorzaakt bij medewerkers, die te veel of juist te weinig licht geeft of die een korte levensduur heeft. Vertrouwen komt te voet en gaat te paard; één mislukt project heeft veel meer impact dan tien succesvolle projec-ten. Het wantrouwen moet je wegnemen. Dat doet LEDExpert nu door sportverenigingen die interesse tonen in contact te brengen met verenigingen die al beschikken over dynamische led-verlichting. Dat overtuigt gemakkelijker.

Veerkracht Er waren problemen met één van de toeleveranciers waardoor LEDExpert een nieuwe leveran-cier moest contracteren. Dat leidde tot vertraging. Het project moet qua planning en begroting voldoende veerkracht hebben om dit soort tegenslagen te overwinnen. Put your money where your mouth is De innovatie moet rendabel zijn, maar dat is niet voldoende. Vaak zijn de sportterreinen, lampen en masten eigendom van gemeenten, de besparing komt terecht bij de vereniging. De initiële investering is hoger en prijs is een doorslaggevende factor bij gunning. Om dit obstakel te overwinnen, zouden creatieve financieringsconstructies uitkomst kunnen bieden. De baten van de besparing kunnen dan ten goede komen aan de investerende. Een andere mogelijke oplos-sing is het opnemen van richtlijnen bij aanbesteding. Het stellen van wettelijke eisen zoals de Energieprestatienormen zou een oplossingsrichting zijn die weliswaar een lange adem vergt maar die tot een sprong voorwaarts zou kunnen leiden.

Win-win-win-win: verhoog de waardepropositie van het product Bestaande verhoudingen in het verkoopkanaal vormen vaak een drempel voor innovaties. Daarom heeft LEDExpert er bewust voor gezorgd dat alle betrokkenen er van profiteren: spor-ters, verenigingen, gemeenten én installateurs. Bij conventionele verlichting verzorgen installa-teurs vaak het onderhoud en komen elke twee jaar langs om ondermeer kapotte lampen te vervangen. Bij ledsportverlichting is dat niet meer nodig gezien de lange levensduur. Dat zou een drempel voor marktpenetratie kunnen betekenen. LEDExpert levert aan installateurs echter periodiek een upgrade van de software die beter inspeelt op behoeften van sportverenigingen. Dat leidt tot nog meer data uit het verlichtingssysteem, energiebesparing, bedienings- en ge-bruiksgemak. Dat is voor zowel de vereniging als de installateur meer waard dan alleen het ver-

64

vangen van kapotte lampen. Een kwalitatief hoogwaardige innovatie die niet alleen energie bespaart maar ook op andere fronten waarde toevoegt heeft veel meer kans van slagen.

Advies voor collega-innovators Besteed in een zo vroeg mogelijk stadium aandacht aan de ontsluiting van de markt. Door marktontsluiting als activiteit te benoemen in voorbeeldprojecten, komt er meer focus op te liggen. Geef expliciet aandacht aan hoe je ‘launching customers’ en ‘early adopters’ al kunt be-reiken tijdens het project. Als je pas na afloop hier mee aan de slag gaat, heb je een achterstand en heb je wellicht bepaalde stappen over het hoofd gezien. Daarnaast zou intensiever contact met Agentschap NL goed zijn. Daardoor krijg je meer oog voor elkaars belang en kun je beter gebruik maken van elkaars capaciteiten. Wellicht had Agent-schap NL ideeën gehad om mee te werken aan marktontsluiting tijdens het project. LEDExpert adviseert collega-innovators om een product-bv op te richten voor product-activiteiten. Veelal komt innovatieve productontwikkeling voort uit een engineering bedrijf of uit een advies- en/of consultancy organisatie. Vaak is daar een veelvoud van goede en vernieu-wende productideeën aanwezig. Engineering organisaties zijn vaak uitstekend in staat om der-den van goede en werkende adviezen te voorzien. Ook is er veelal voldoende ontwikkelcapaci-teit aanwezig om zelf tot productontwikkeling te komen. Tegelijkertijd vragen de bestaande leverings- en handelsvoorwaarden van een ontwikkelorganisatie om een totaal verschillende bescherming dan de leverings- en handelsvoorwaarden van een product-bv. LEDExpert advi-seert dan ook deze twee werkvormen uit elkaar te trekken en juridisch goed te scheiden.

Opmerkelijk LEDExpert is met de dynamische ledsportveldverlichting genomineerd voor de Triodos

Hart-Hoofdprijs 2011 en de NSIP 2011 (Nederlandse Sport Innovatie Prijs).

LEDExpert heeft de wereldprimeur van een volledig met leds verlichte tunnel (Flaketunnel in Zeeland).

LEDExpert heeft de eerste vleermuisvriendelijke lamp ter wereld ontwikkelt: een ledlamp die gebruik maakt van een specifiek spectrum waarbij mensen heel behoorlijk en vleermui-zen nauwelijks kunnen waarnemen.

Kerngegevens Projectnummer: DEMO11027 Projecttitel: Demonstratie dynamische LED sportverlichting Penvoerder: LEDExpert Geïnterviewde: Marinus Jan Veltman Website: http://www.LEDExpert.nl Telefoon: 040-2377528 Email: [email protected] Projectperiode: 9 april 2010 – 31 december 2011


http://www.ledexpert.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/DEMO11027EINDOPEN.doc.pdf

65

5.1 Overzicht afgeronde projecten Bio-energie - eindrapport beschikbaar


Het beschikbaar maken van een wervel-bedvergassingsinstallatie met stoomcy-clus voor grootschalige implementatie.

Stichting Biomassa Vergassing Noord Nederland


Optimale benutting energie-input houtge-stookte centrale door plaatsing rookgas-condensor en CO2-benutting naar CO2-benutting voor CO2-bemesting

Vink Sion dec-05 mrt-09 DEMO03030

Pervaporatie-demo als aboluteringsme-thode voor bioethanol en absolute farma-ethanol

Koninklijke Nedalco dec-05 dec-08 DEMO04001

Tar Electrostatic Precipitator (TEP) ten behoeve van OLGA installatie

Technisch Bureau Dahlman

feb-06 jun-09 DEMO04021

Biologisch mechanisch drogen van restafval

Inter Recycling Consul-tancy

apr-06 nov-08 DEMO04031

Energie uit Afval Afvalverbranding Zuid-Nederland (AZN)

feb-07 sep-11 DEMO07011

Productie van FoxCoal uit getorreficeerde reststromen

FoxCoal sep-07 aug-10 DEMO08022

» Demonstratie Eenheid Biomethanol BioMethanol Chemie Nederland

jun-07 dec-09 DEMO08040

Schone biomassaverbranding voor inte-gratie op biomassa bronlocatie

Cargill aug-08 mrt-11 DEMO09040

Green Coal from torrefied Biomass: een 2e generatie hoogwaardig, duurzaam en groen alternatief voor steenkool

Stramproy Green Coal mrt-08 dec-10 DEMO09051

Projectoptimalisatie van algenkweek met gebruik van een biogasinstallatie

Kelstein beheer jul-08 jul-11 DEMO09055

» Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa

Topell Energy jan-10 dec-11 DEMO11002

USC Biomassa meestook-eenheid met aan aardgas paritaire CO2-emissies (USC+Biomassa)

KEMA Nederland mei-05 feb-10 EOSLT01009

Schoon stookgas door vergassing van organische dampen uit biomassa m.b.v. insitu katalyse

B.T.G. Biomass Tech-nology Group

mei-05 jun-07 EOSLT01055

N-ergy, microbiologische co-productie van N-chemicals en ethanol uit biomassa-fracties


jan-06 jun-10 EOSLT02034

Biobutanol Food & Biobased Research

okt-05 aug-09 EOSLT02036

66

TORTECH Torrefactie als sleuteltechnolo-gie voor de productie van (vaste) brand-stoffen uit biomassa en afval

Energieonderzoek Cen-trum Nederland


Mee- en bijstoken van biomassa in elektri-citeitscentrales - KEMA bijdrage 2006

Energieonderzoek Cen-trum Nederland

apr-06 mei-07 EOSLT04002

Co-raffinage: Introductie van biomassa in bestaande raffinaderijen (CORAF)

Universiteit Twente jun-06 jun-11 EOSLT04018

Hoogwaardige valorisatie lignine voor optimale bioraffinage lignocellulose naar energiedragers, producten (LignoValue)

Food & Biobased Research


Mee- en bijstoken biomassa elektriciteits-centrales -KEMA/derden bijdrage, 2007



» Planten maken elektriciteit & biofuels Wageningen Universiteit

sep-07 dec-11 EOSLT06020

Mee- en bijstoken van biomassa in elektri-citeitscentrales



Groene diesel uit Blauwwieren Genetwister Technolo-gies

okt-08 feb-12 EOSLT07039

EOSLT consortium Biomass co-firing - KEMA/third party contribution 2009



Mee- en bijstoken van Biomassa in elektri-citeitscentrales (Biomass co-firing)



Haalbaarheid "Micro Gas to Liguid (GTL)" SDi technology Ven-tures

jul-08 jun-09 KTOH01001

Haalbaarheid ontwikkeling industriële vergistinginstallatie + vergassing i.c.m. algenteelt

HoSt sep-08 aug-09 KTOH01002

Onderzoek naar pyrolyse van zeeffracties van ingezameld bouwen sloopafval

MPI-Management aug-08 dec-09 KTOH01006

Toekomst voor algen als duurzame ener-giebron voor de gebouwde omgeving door integratie van processen

DWA installatie- en energieadvies

nov-08 nov-09 KTOH01040

Biomassa SOFC CHP systeem GENSOS mei-09 mei-10 KTOH02021

Haalbaarheid ontwikkeling synthesegas-reining pyrolyseolie

HoSt mrt-10 dec-10 KTOH03001

FLEXBURNER Innecs jul-10 dec-11 KTOH03008

Tweede generatie biobrandstof via heterogene katalyse

Solarix dec-08 dec-12 KTOT01002

Ultra low Nox verbranding van ‘groene’ brandstoffen in een industriële ketel

B.T.G. Biomass Tech-nology Group

jan-09 jun-11 KTOT01006

Amazon Avantium Chemicals sep-08 dec-10 KTOT01037

Biobrandstoffen in combined-cycle gas-turbines

Ingenia Consultants & Engineers

nov-06 okt-07 NEOH01003

67

Glycerinepurificatie via bio-katalyse en kolomadsorptie voor hoogwaardige toe-passingen


dec-06 okt-07 NEOH01008

Gasturbine systeem met hoge tempera-tuur brandstofcellen

EECT Holding dec-06 jan-08 NEOH01009

Productie van tweede generatie glyceri-nevrije biodiesel met enzymen

Telos jan-07 dec-07 NEOH01010

Biotrigen Daan Van Rooijen Development

dec-06 okt-07 NEOH01012

Methanol uit plantaardig afval Spark Origin jul-07 dec-07 NEOH02005

RECUPCO SDi technology Ventures

okt-07 aug-08 NEOH02009

Ethanol als grondstof voor de fermenta-tieve productie van bulkchemicaliën


dec-07 feb-09 NEOH02018

Katalytische conversie van fossiele afval-stromen naar diesel



Ethanolproductie door HT fermentatie met in-situ destillatie en saccharificatie


jul-09 jul-10 NEOH04007

Updown Nodust Woodstove: de ultra schone houtkachel

Technische Universiteit Eindhoven

mei-10 apr-11 NEOH05002

Sustainable ethylene production systems Food and Biobased Research

aug-10 dec-10 NEOH05003

Fermentatieve productie van hydrofobe energiedragers


sep-10 dec-11 NEOH05006

Groene Methanol B.T.G. Biomass Tech-nology Group

mrt-07 sep-08 NEOT01008

Bio-ethanol uit syngas Ingenia Consultants & Engineers


Biomexx 2 Techno Invent Ingenieursbureau voor Milieutechniek

sep-07 jun-11 NEOT02006

Elektrofermentatie Wageningen Universiteit

aug-07 nov-08 NEOT02008

Microbiële ketenverlenging: een proces voor tweede generatie Biodiesel


sep-07 nov-08 NEOT02010

Productie van Puur Microbiële Olie (PMO) als grondstof voor biodiesel

Stichting Hogeschool van Arnhem, Nijmegen


Knollen voor citroenen Wageningen Universiteit

mrt-08 mei-09 NEOT03011

Fermentatie van bio-olie Wageningen Universiteit

okt-08 mrt-10 NEOT04011

Enzymatische glycerineloze biodiesel Technische Universiteit Eindhoven

nov-08 nov-09 NEOT05008

Optimal enzymes for lignin valorization Wageningen Universiteit VVP

dec-09 mei-11 NEOT06010

68

Hydropyrolyse B.T.G. Biomass Tech-

nology Group okt-09 mrt-11 NEOT07004

Waste2diesel: katalytische omzetting van afvalstromen naar diesel


okt-09 feb-11 NEOT07009

Tri-O-Gen Organic Rankine Cycle, toege-past voor opwekking elektriciteit en warmte uit verbranding van schoon hout

Tri-O-Gen Group mei-09 mei-12 UKR01003

Bioplastics: doorbraak naar zelfstandige groei

Belangenvereniging Composteerbare Producten Nederland

feb-05 aug-07 UKR01013

Dedicated ethanol terminal Vopak Chemicals Eu-rope Middle East, Africa

mrt-05 feb-09 UKR01018

Duurzame productie van omega-3-vetzuren: van visolie naar algen

Technogrow okt-05 sep-08 UKR02013

Conversie van het MTBE productieproces naar ETBE op basis van bio-ethanol

Lyondell Chemie Nederland

aug-05 mrt-07 UKR02020

Grootschalige biodiesel productiefaciliteit Terneuzen

Fortis Lease Nederland apr-06 dec-09 UKR03005

Bioplastics doorbraak naar hoogwaardige toepassingen

Belangenvereniging Composteerbare Pro-ducten Nederland

mei-06 nov-09 UKR03006

Biofuel uit palmolie Sime Darby Unimills apr-06 mrt-08 UKR03008

Tweede generatie wervelbed vergassing Maïshandel en Loon-werk F. Zijlstra

jun-07 jun-10 UKR04021

69

Doelstelling Het realiseren van een demonstratie-installatie van 15 MW voor de productie van synthese gas uit getorreficeerde biomassa(biocoal).

Technologie Torrefactie is een techniek om biomassa te bewerken zodat deze goed te gebruiken is bij ver-branding en vergassing. Het is een milde vorm van pyrolyse. Bij een temperatuur tussen de tweehonderd en driehonderd graden Celsius veranderen bepaalde eigenschappen van de bio-massa. Door de biomassa ook te verzwaren ontstaat een zeer efficiënte en effectieve vorm die ook nog eens makkelijk te vervoeren is. Getorreficeerde biomassa heeft de ideale fysische ei-genschappen als brandstof voor de productie van synthese gas of syngas (koolmonoxide en waterstof) door middel van vergassing. Syngas kan ondermeer worden gebruikt voor de pro-duktie van synthetische koolwaterstoffen en voor de hoog efficiënte opwekking van warmte en elektriciteit in WKK’s. Erwin Eymans: ‘Het gaat bij torrefactie om reactortechnologie die warmte in hout brengt en water uitdampt. We dampen de hemi cellulose uit in torrefactie. Het Topell proces is minimaal tien keer sneller dan de processen van de concurrentie en daardoor grootschaliger, efficiënter en goedkoper. We gebruiken technologie die al dertig jaar bestaat. We concludeerden met KEMA dat het de beste methode is. Je moet dan bewijzen: het is de leading technologie want de snelste en dus de goed-koopste. Topell bezit nu alle wereldwijde exclusieve rechten op de technologie voor de torrefactie toepassing. . Met dezelfde technologie kunnen we ook vergassen. Dan werken we met temperatu-ren rond de achthonderd graden. Er bestaat een toenemende behoefte aan continue duurzame energie, vierentwintig uur per dag. Wind- en zonne-energie kunnen dit niet.’

Toegevoegde waarde Het is lastig om biomassa goedkoop en controleerbaar te bewerken tot brandstof of energie-drager. Installaties vragen enorme investeringen. In het project is gewerkt met bewezen en efficiënte technologie, zowel wat betreft aanschaf als exploitatie. De voordelen in vergelijking met alternatieven op een rijtje:

Intensieve warmteoverdracht door de torroïdale, turbulente stroming in de reactor.

Veel kortere verblijftijd van de biomassa in de reactor: ongeveer één minuut. Ter vergelij-king: met andere torrefactie technologieën is deze verblijftijd dertig tot vijfenveertig minu-ten.

Grotere schaalbaarheid door uniforme warmteoverdracht in de reactor.

Kleiner volume van de reactor en lagere investeringskosten per capaciteitseenheid.

Minder strenge inputeisen aan de biomassa zoals deeltjesgrootte en daarmee geschikt om een grotere diversiteit van biomassa stromen te verwerken.

Goede beheersbaarheid van het torrefactie proces.

Bredere toepassingsmogelijkheden van de biobrandstof, zoals vergassing.

Met steenkool vergelijkbare brandstofeigenschappen maar met superieure milieuvoorde-len: CO2-emissiereductie van vierennegentig procent, vermindering van verzurende emis-

70

sies en (fijn) stof met meer dan negentig procent en forse vermindering van transport door de hoge energie-inhoud van de brandstof.

Last but not least: eenvoudig in te passen in de huidige brandstof logistiek. De verwerkte biomassa kan direct en zonder aanvullende investeringen verstookt worden in bestaande elektriciteitscentrales. Het laatste maakt een duurzame energievoorziening betaalbaar en snel realiseerbaar.

Erwin Eymans: ‘Ik ben vijftien jaar geleden per toeval tegen deze technologie aangelopen. Ik werk-te bij een internationaal bedrijf en bezocht een raffinaderij. Daar zag ik het. Het mooie is dat deze technologie zo ‘stupid & simple’ is dat je met weinig mankracht het proces dag en nacht kan laten draaien. Er bleken al bedrijven mee bezig te zijn. Stap voor stap zijn we te werk gegaan. We hebben de patenthouders opgezocht en wereldwijd de exclusieve rechten gekocht van de technologie. Het was spannend. We lopen flinke risico’s. Maar de toekomst ziet er veelbelovend uit.’

Resultaten Het is gelukt om de operationele fabriek in Duiven te bouwen voor de productie van zestigdui-zend ton biocoal per jaar van grotendeels Gelderse oorsprong. De ondernemende onderzoekers hebben inzicht gekregen in de toepasbaarheid van deze biocoal voor het meestoken in de Amer kolencentrale van Essent in Geertruidenberg. Ook is inzicht verkregen in de toepasbaarheid van moeilijk inzetbare biomassastromen uit het Gelderse landelijk gebied voor de productie van biocoal. De productie van biocoal is begin 2011 opgestart. Tijdens de opstartfase zijn de diverse onderdelen van de demo-installatie afzonderlijk getest en vervolgens is de installatie als geheel getest en in bedrijf genomen. Met de daadwerkelijke productie van biocoal pellets uit hout is de Torbed® torrefactie technologie in de praktijk gedemonstreerd. Het project heeft voldoende informatie opgeleverd om een aantal commerciële productie-installatie van Topell biocoal te kunnen ontwerpen. Erwin Eymans: ‘Het probleem van biomassa is dat het heel divers is van samenstelling, heel hetero-geen. Het is slecht toepasbaar als je richting brandstof wil gaan. Biomassa geeft te veel hickups om dag en nacht ongestoord energie te produceren. Met onze technologie maken we het homogeen en concentreren de energie. We pelletiseren het tot briket of eiervorm. In de eerste stap maken we een homogene massa. Daar maken we vervolgens een product van dat past in onze infrastructuur. Dus om centrales mee te stoken, of als je het vergast om industriële motoren mee aan te drijven of om aardgas van te maken. Als je het gas, na einiging van stof, zwavel en teer, over een katalysator voert, krijg je biobrandstof , dan kun je er auto’s op laten rijden.’

Vervolgactiviteiten Topell Energy heeft de demonstratie-installatie in stand gehouden om het torrefactieproces verder te optimaliseren en de productie van biocoal uit andere biomassastromen te demonstre-ren. De volgende stap is om meerdere van dit soort installaties neer te zetten.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Er is veel behoefte aan deze technologie; het herhaalpotentieel is groot. Er zijn plannen om

nieuwe installaties te realiseren. De provincies Groningen, Gelderland en Noord Holland zijn ondermeer geïnteresseerd.

Topell Energy heeft in 2012 dertien miljoen euro financiering rond gekregen en haar intel-lectuele eigendomsrechten versterkt. Dit geeft een krachtig fundament om de productie in de commerciële demonstratiefabriek verder te optimaliseren en nieuwe fabrieken te bou-wen.

71

De twee oprichters van Topell hebben het nieuwe spin-off bedrijf Torrgas opgericht voor de productie van Syngas uit getorreficeerde biomassa. Er wordt met subsidie van Agent-schap NL een demonstratie-installatie voor de vergassing van getorreficeerde biomassa gebouwd met als doel om te bekijken of dit commercieel interessant is. Het demonstreert op praktijkschaal de voordelen van het complete proces van Torbed®-biomassa-vergassingstechnologie: het toepassen van een homogene, hoog energetische biobrand-stof. Dit past binnen de ambitie van Torrgas om biocoal pellets op de middellange termijn ondermeer in te zetten voor duurzame productie van koolwaterstoffen (via bijvoorbeeld de Fischer-Tropsch of methanol synthese) en duurzame gasproductie (via de syngassyn-these). Een deel van de productie van de biocoal pellets wordt ingezet voor de demonstra-tie-installatie. De input bedraagt 15 MWth, de output 2,5 MWe. Uiteindelijk moet blijken of de technologie commercieel toepasbaar is voor zowel warmtekrachtkoppeling als voor de productie van duurzaam gas. Topell Energy wil de onderzoekresultaten gebruiken om nieuwe torrefactie-installaties te ontwikkelen, zowel in Nederland als in het buitenland.

Erwin Eymans: ‘De markt zit te wachten op onze technologie. Dat merk je. We worden veel bena-derd. We hebben nu bewezen dat het met onze technologie kan. Allerlei partijen uit de hele wereld komen dan ook naar onze demonstratiefabriek kijken. Het is echt een vraagmarkt, er is geen mar-keting nodig om klanten aan te trekken. Daarom moeten we het in vliegende vaart realiseren. Al-leen al in Nederland is er zoveel interesse dat we verschillende plannen op tafel hebben. Maar ook landbezitters in de Verenigde Staten en Canada hebben interesse. In Amerika en Azië groeit en bloeit de biomassa. We willen de hele keten beheren en torreficeren vóór het transport. En er ver-volgens groen gas of biobrandstof van maken in samenwerking met partners die processen opere-ren die syngas kunnen synthetiseren. Er is een enorm opdrachtenpotentieel in die landen. We heb-ben echt een nieuw exportproject. In andere delen van de wereld kost het voor bedrijven veel geld om zich aan te sluiten op het elektriciteitsnetwerk, met deze technologie is dat niet meer nodig. De vraag is er al, die hoef je niet meer te ontwikkelen. We bouwen nu de vergassingsinstallatie in het ‘Energy Innovation Park Alkmaar’. Het stikstofvrije synthesegas moeten we dan nog reinigen van teer, zwavel en stof, katalytisch omzetten naar SNG (synthetisch methaan) en vervolgens kan het op het aardgasnet. We werken samen met TAQA die lege aardgasvelden heeft gekocht om groen gas te bufferen: Gasopslag Bergermeer en Gasunie. We doen het stap voor stap. In theorie is het mogelijk. We zijn de ‘first mover’, wij moeten het bewijzen. We lopen daarbij veel risico’s, daarom krijgen we subsidie.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Goede communicatie stroomlijnt vergunningverlening Gezien de wereldwijde vraag naar oplossingen om biofuel te maken van biomassa, is snelheid geboden. Dus alle obstakels die het proces vertragen moet je overwinnen. Erwin Eymans: ‘De vergunningverlening was een punt van aandacht. Het gaat om nieuwe technologie, dat leidt vaak tot trage procedures. We onderhielden goede contacten met de vergunningverleners. De sleutel tot succes is veel praten en er veel tijd instoppen. Veel uitleggen. Aandacht besteden aan de relatie. Dat leidde ertoe dat de vergunning voor de demonstratiefabriek in sneltreinvaart is verleend.’

Klein maar fijn Voor de benodigde slagkracht moet de innovator snel kunnen beslissen en manoeuvreren. Dat lukt alleen door met een klein team te werken, gevrijwaard van ingewikkelde besluitvorming. Erwin Eymans: ‘Het is belangrijk om te opereren met een kleine maar goed gefinancierde club, met mensen die niet gebonden zijn aan grote organisaties en regeltjes. Dat vertraagt namelijk enorm.

72

Dat is ook de reden dat veel grote bedrijven hun R&D onderbrengen bij kleine clubjes. Dan heb je geen politieke protocollen die veel geld en tijd te verslinden.’

Wie gaat dat betalen? De stap naar commerciële schaal is duur. Het verkrijgen van financiering is lastig. Erwin Eymans: ‘De eerste installatie is altijd veel duurder dan vervolginstallaties. Je komt problemen tegen die je moet oplossen. Elk begin is moeilijk. In Nederland is het lastig om steun te krijgen voor de eerste commerciële fabriek. De focus ligt vooral op subsidie voor R&D en pilots. Wij zien de wereldwijde concurrentie ondertussen niet stilzitten. In Duitsland maar ook in de Verenigde Staten en Azië is de bereidheid om de ‘First mover’ te steunen veel groter. Het beleid is hier niet consistent en veran-dert vaak. Het gaat om substantiële investeringen van miljoenen euro’s. Investeerders willen ze-kerheid. Met sommige regelingen in andere landen zit je dertig jaar goed. Dat is een van de oorza-ken dat veel technologisch ontwikkeling zich naar andere landen verplaatst.’

Advies voor collega-innovatoren De kunst is om een team samen te stellen met de beste specialisten en er vervolgens voor zor-gen dat ze hetzelfde doel nastreven. Ze moeten begrijpen dat ze een gezamenlijk belang heb-ben dat intensieve samenwerking vereist. Erwin Eymans: ‘Je moet alleen met de beste uit elk valkgebied samenwerken. Er zijn veel goede ingenieursbureaus. Maar een ingenieur die alles van warmte weet, weet niet alles van constructies. Dat kan niet. Als je twee kennisgebieden in één in-genieur combineert, weet hij te weinig om de beste te zijn op één deelgebied. Vervolgens moet je dit soort mannen en vrouwen overtuigen dat ze hetzelfde belang hebben. Je moet steeds een brug slaan, je moet ze om de tafel zetten en laten praten met elkaar. Anders blijven ze op hun eilandje zitten. Je bent dus een coach. We werken met mensen die veel slimmer zijn dan wij. Maar het ce-ment tussen de bouwstenen, daar zorgen wij voor.’

Opmerkelijk Het project leidde tot de eerste installatie ter wereld waar op industriële schaal biobrand-

stof wordt geproduceerd ter vervanging van steenkool.

Topell Energy won met de demonstratie-installatie de WNF-Cleantech Star 2011. Het Wereld Natuur Fonds kent deze prijs toe aan het meest veelbelovende bedrijf dat een grote bijrage levert aan de overgang naar een duurzame energiehuishouding. De jury kijkt niet alleen naar de klimaateffecten van het product, maar ook naar de financiële basis van het bedrijf en de bedrijfsvoering.

Het World Economic Forum heeft Topell Energy uitverkozen tot een selecte groep ‘Techno-logy Pioneers 2011’ in de categorie energie- en milieutechnologie.

Kerngegevens Projectnummer: DEMO11002 Projecttitel: Duurzame energie uit getorreficeerde biomassa Penvoerder: Topell Energy Medeaanvragers: Topell Nederland, Gelderse Reststoffen Recycling Geïnterviewde: Erwin Eymans Website: www.topell.nl, www.torrgas.nl Telefoonnummer: 020- 894 91 52 Mailadres: [email protected] Projectperiode: januari 2010 – mei 2011


http://www.topell.nl/

http://www.torrgas.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/DEMO11002_samenvatting_project_openbaar.pdf

73

Doelstelling Het realiseren van een opschaalbaar prototype van een plant-biobrandstofcel (Plant Microbial Fuel Cell). Micro-organismen die leven rond de wortels van planten leveren door afbraak van organische materialen elektronen waarmee stroom of biobrandstof geproduceerd kan worden. Het onderzoek richtte zich op vier thema’s: productie van de organische stof door de plant; omzetting van de organische stof door de biobrandstofcel; integratie van productie en con-sumptie in een interface en ontwerp en evaluatie van een prototype.

Technologie De Plant Microbial Fuel Cell ontrekt direct elektriciteit of biofuels (H2, CH4 of ethanol) aan een plant, zonder deze te oogsten of te beschadigen. Planten zetten CO2 om in organische stoffen met behulp van zonlicht en water. Een deel daarvan gebruiken ze als voedsel, een ander deel scheiden ze uit via hun wortels in de bodem. Daar leven bacteriën die de stoffen afbreken. Tij-dens dit proces komen elektronen vrij. Via een plantmicrobiële brandstofcel zijn deze elektronen op te vangen en om te zetten in elek-triciteit of biofuel. Het anodisch compartiment is gescheiden van het kathodisch compartiment door een semipermeabel membraan. De bij het verteringsproces ontstane elektronen worden rechtstreeks aan een elektrode afgestaan in plaats van aan zuurstofgas uit de lucht. De door de micro-organisme afgestane elektronen oxideren zuurstof aan de kathode in het kathodisch compartiment. De aan de anode ontstane elektronen zorgen voor een ladingsopbouw en het ontstaan van een potentiaalverschil. Door deze elektronen door een uitwendige keten te leiden, ontstaat een stroombron met een laag voltage. De technologie is in feite een volledig geïnte-greerde in-situ bioraffinage keten.

Toegevoegde waarde De Plant Microbial Fuel Cell heeft de volgende kenmerken waardoor de technologie op een duurzame en efficiënte manier energie produceert:

Er is weinig energie nodig voor voorbewerking en transport. Het oogsten van de planten is niet nodig, nutriënten blijven in het systeem. Hierdoor is een hoge netto meeropbrengst en CO2-reductie mogelijk.

Hoge landschappelijk inpasbaarheid vanwege het gebruik van planten.

Vierentwintig uur per dag energieproductie.

Mogelijkheid om als batterij te functioneren.

Geen concurrentie met voedselproductie door toepassing in gebieden die niet geschikt zijn voor landbouw, bijvoorbeeld moerassen of brakke delta’s.

Efficiënt en flexibel in producten, zowel elektriciteit, H2, CH4 en ethanol behoren tot de mogelijkheden.

Productie is in-situ en gedecentraliseerd.

De technologie is een aanvulling op de huidige duurzame energiesystemen en concurreert niet met conventionele biomassa-energie doordat ondergronds de exudaten worden ge-bruikt en gewassen behouden blijven.

Het project richtte zich op de ontwikkeling van een prototype met een netto energieopbrengst van 160 GJ per hectare per jaar. De potentie van het systeem ligt nog veel hoger: acht keer zo

74

hoog dan conventionele bio-energiesystemen. Bij een fotosynthese efficiëntie van 2,5 % (van 150 MW/km2 zonne-energie instraling in Nederland), een 70% exudaat productie en een efficiëntie van de Plant Microbial Fuel Cell van 60% kom je zelfs op 500 GJ per hectare per jaar. David Strik: ‘Deze technologie maakt het mogelijk een nieuwe energiebron aan te boren. Veel wet-lands zijn niet geschikt voor landbouw. Nu kun je natuur en elektriciteitsproductie combineren zonder te concurreren met voedselproductie. Biobrandstof (ethanol) uit bijvoorbeeld mais concur-reert wel met de voedselvoorziening. We hebben in het project een buisvormig systeem ontwik-keld dat je als drainage buis in de bodem kunt boren zonder het moerasgebied te beschadigen. Dat willen we namelijk niet. Je moet het systeem zonder verstoring kunnen installeren. We presteren nu al netto beter dan huidige bio-electriciteitsmethoden als het stoken van centrales met hout-snippers die per boot uit Canada komen. De productie en het transport van biomassa kost door-gaans veel energie.’

Resultaten Het ‘proof of the principle’ was al bewezen in een eerder project, uitgevoerd door de Wagenin-gen Universiteit, dat uitmondde in een patent en een serie wetenschappelijke publicaties. In het door Agentschap NL gesubsidieerde project, is gekeken naar het ontwerp van het systeem. David Strik: ‘We hebben vastgesteld waar energieverliezen optreden en welke processen limite-rend zijn. Dat was ondermeer de kathode dus we hebben een betere kathode ontwikkeld. Een an-der belangrijke vraag was of we de microbiologische competitie rond de wortels voor ons doel konden beïnvloeden. We wilden micro-organismen die elektronen produceren bevoordelen bieden boven andere organismen. Dat is gelukt! En we kunnen zo ook bijvoorbeeld de methaanproductie terugdringen. Het broeikaseffect van methaan is vijfentwintig keer zo groot als dat van CO2. Als je bij opschaling de biobrandstofcellen in een moerasgebied toepast, en dat is ons idee, sla je zo twee vliegen in een klap.’ Tijdens het project zijn de onderzoekers er in geslaagd de condities in het systeem nauwkeurig te monitoren en te leren beheersen. Het gaat om complexe processen. David Strik: ‘Je moet er niet te veel energie uithalen, maar ook niet te weinig. Er moet voldoende energie zijn voor de mi-cro-organismen om te groeien, maar je wilt ook zo veel mogelijk energie oogsten. Er is nog veel onbekend over de wisselwerking tussen de verschillende micro-organismen onderling en met de plant. Door nauwkeurige metingen en procescontrole vinden we de waarden waarbij het systeem goed functioneert: zowel de plant, de organismen als de elektriciteitsproductie.’ Het is niet gelukt om een netto energieopbrengst van 160 GJ per hectare te halen. De gereali-seerde prototypes zijn wel opschaalbaar. De gemiddelde stroomopbrengst t.o.v. de proof-of-principle is nu vijftig keer zo hoog. De hoogste stroom opbrengsten in het laboratorium van Wageningen Universiteit was gemiddeld 70 GJ/ha/jaar en maximaal 126 GJ/ha/jaar.

Vervolgactiviteiten Tijdens het project is het Europese project PlantPower gestart. Een internationaal team van

elf universiteiten en bedrijven werkt onder coördinatie van de Wageningen Universiteit aan verdere ontwikkeling van de technologie.

De Universiteit van Gent, Wageningen Universiteit en andere EU PlantPower partners or-ganiseerde het eerste internationale symposium PlantPower in 2011. Het succes was reden voor een opvolger in 2012.

75

Tijdens het project is spin-off bedrijf Plant-e opgericht. Plant-e ontwikkelt deze vinding in opschaalbare modules van één vierkante meter. In 2011 bouwde het bedrijf een vijfentwin-tig vierkante meter groot pilot project op het groene dak van het Nederlands instituut voor ecologisch onderzoek te Wageningen. De pilot dient mede als een demonstratiesite voor deze schone groene stroom technologie. Er is door Plant-e ook een nieuw onderzoek ge-start naar de technische optimalisatie van de kathode.

David Strik: ‘Plant-e kreeg de mogelijkheid om het patent op de technologie van de universiteit over te nemen. We zijn gestart met nader onderzoek. Maar we hopen op korte termijn een succes-vol product op de markt te brengen. Onze strategie is technology push: zo snel mogelijk op de markt met het product. Dus niet nog twintig jaar in een lab onderzoek doen maar op zo groot mo-gelijke schaal inzetten. Via deze weg kan het bedrijfsleven in samenwerking met onderzoeksinsti-tuten het product verder ontwikkelen. Wetenschappers willen weten hoe het werkt. Bedrijven denken commercieel, daardoor wordt duidelijk aan welke randvoorwaarden de technologie moet voldoen. Juist die combinatie is nodig voor succes.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Spin-off bedrijf Plant-e heeft de ambitie om het systeem nu op te schalen naar een hectare. Als aangetoond is dat het op deze schaal functioneert en rendabel is, is de weg vrij voor grootscha-lige toepassing in wetlands. David Strik: ‘Allerlei factoren beïnvloeden hoeveel stroom planten produceren. De keuze van de demonstratiesite is belangrijk. We hebben al ideeën: het kan in moeras- en veengebieden, als on-derdeel van het herontwikkelen van het Markermeer, er zijn ideeën voor energie-eilanden in de Noordzee. Veel partijen vinden het interessant. Maar er is nog geen financier. Opschaling gaat ge-paard met grote bedragen. Het bedrijfsleven vindt het te vroeg. Die wil een proof of concept zien. Laat een hectare zien waar het werkt. Nu kunnen we maar een paar ton krijgen. Maar we hebben een paar miljoen nodig. Omdat de technologie een sterk multidisciplinair karakter heeft, moet je kennis bij elkaar brengen. We werken er aan met plantfysiologen, microbiologen, elektrochemici en met bedrijven die alles weten van de materialen, bijvoorbeeld de elektrodes. Als we de techniek zover krijgen om in een wetland te installeren, dan willen we weten: wat betekent dat voor de natuur? Gaat de methaanuitstoot inderdaad terug? Is er geen emissie van schadelijke stoffen voor het ecosysteem? We willen het hele plaatje begrijpen. Het gaat om het principe van cradle to crad-le, schone technologie vanuit elk perspectief.’ Het groene elektriciteitsdak is een ander kansrijk product. Het produceert een derde van de elektriciteit van een huishouden. David Strik: ‘We onderzoeken nu hoe deze daken de energie-huishouding van een gebouw verbeteren. Met een groen dak is er ook minder behoefte aan koe-ling.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Standvastigheid en overtuiging Innovatieve ideeën ontmoeten ongeloof en scepticisme. De innovator moet een weerwoord hebben en geduld. David Strik: ‘Je moet bestand zijn tegen kritiek. Veel mensen vinden het eerst fantastisch klinken. Dan vragen ze: om hoeveel stroom gaat het? En concluderen vervolgens: zon-necellen zijn efficiënter. Het tegenargument is dat je met deze technologie natuur kunt combineren met stroomproductie. Dat opent totaal nieuwe mogelijkheden. Het kost tijd en moeite om mensen te overtuigen en de ogen te openen voor andere perspectieven. Ik heb het al honderden keren

76

uitgelegd dus voor mij is deze technologie een doodnormale zaak. Het houdt je scherp als mensen kritisch zijn maar je moet er mee om kunnen gaan en je moet een lange adem hebben.’

A journey of a thousand miles starts with a single step De combinatie van een sterk concept en een goede onderzoekstrategie vormen het fundament van succesvolle innovaties. David Strik: ‘Het begint met een heel goed concept. Het is belangrijk om van te voren het systeem zo goed mogelijk door te denken. Vervolgens richten we onze onder-zoeksstrategie op de factoren die de stroomproductie limiteren. Dáár zoeken we telkens naar ver-beteringen. Als je je daar niet bewust op richt, vindt je allerlei andere leuke en interessante dingen in het lab die om nader onderzoek vragen. Maar die leiden niet tot meer stroomproductie en daar draait het uiteindelijk om.’

Economy of scale David Strik: ‘Je moet risico’s durven nemen. Het is lastig om in te schatten wat het systeem gaat kosten, maar dit inzicht is uiteraard cruciaal. In het lab doen onderzoekers geen concessies aan materialen. Voor opschaling moet je juist zoeken naar goedkope materialen en er naar streven zo min mogelijk materialen te gebruiken. Je moet bewijzen dat het systeem economisch rendabel is als je het op grote schaal wil toepassen. Durf dus de stap te zetten van het lab naar een praktijksi-tuatie.’

Advies voor collega-innovators Onderzoek naar écht vernieuwende technologieën is belangrijk. Dus niet alleen onderzoek ver-richten naar zonnecellen, windmolens en andere bekende oplossingen. Maar juist ook inzetten op nieuwe hernieuwbare energiebronnen. De maatschappij wil wel, als duurzame energie maar betaalbaar is. Dus: verlaat de gebaande paden, adviseert David Strik. Veel grote bedrijven inves-teren echter liever in hun huidige core business. Ze zouden best wat meer lef mogen tonen vol-gens de ondernemende onderzoeker.

Opmerkelijk Het project heeft wereldwijd het eerste proefschrift opgeleverd geheel toegewijd aan de

Plant Microbial Fuel Cell. Het explorerende onderzoek heeft geleid tot verschillende door-braken in vervolgonderzoeken. Zo is de lange termijn (minimaal twee weken) stroompro-ductie vijftig keer zo hoog als tijdens de eerste proof-of-principle. De doorbraken zijn met name gerealiseerd door de elektrochemische en technologische kennis opgedaan in dit project.

De Plant Microbial Fuel Cell is een serieuze nieuwe bron voor elektriciteit. Indien het mar-kermeer (700 km2) wordt ingericht met de huidige stroom opbrengst van 70 GJ/ha/jaar, dan is dat voldoende voor 390,000 huishoudens (3,500 kWh/huishouden per jaar).

Kerngegevens Projectnummer: EOSLT06020 Projecttitel: Planten maken elektriciteit & biofuels Penvoerder: Wageningen Universiteit – Sectie Milieutechnologie Geïnterviewde: David Strik Website: www.plant-e.com, www.plantpower.eu Telefoon: 0317-483447 Email: [email protected] Medeaanvrager: Stichting DLO PPO-PRI Projectperiode: september 2008 tot december 2011


http://www.plant-e.com/

http://www.plantpower.eu/



77

Doelstelling Het ontwikkelen en testen van een demonstratie-unit om bio-methanol te produceren uit glyce-rine.

Technologie Het bestaande productieproces maakt in vier stappen methanol. In de eerste stap wordt aard-gas ontzwaveld. Een reformer zet het ontzwavelde aardgas om in synthesegas. Vervolgens produceert een synthesereactor methanol. De laatste stap zuivert de methanol. De ontwikkelde demonstratie-unit bevat een glycerolvernevelaar voor het gebruik van zuivere glycerine in de reformer. Zodoende is geen fossiele brandstof meer nodig. Michèle Koper: ‘Het was een overlevingsstrategie van de enige Nederlandse methanolfabriek. Door stijgende aardgasprijzen zochten de eigenaren naar nieuwe marktkansen om het bedrijf met hon-derd werknemers te behouden. Door de sterke stijging van de biodieselproductie ontstond een overschot aan ruwe glycerine. De prijs voor ruwe glycerine daalde sterk. Met glycerine uit de bio-dieselindustrie kun je bio-methanol maken. Dit is niet alleen een duurzame brandstof, maar ook een duurzame grondstof voor bijvoorbeeld plastics, verven en antivriesmiddelen. Bio-methanol opent deuren die voor gewone methanol gesloten blijven.’

Toegevoegde waarde Door aardgas als grondstof te vervangen door een groene grondstof als glycerine, ontstaat bio-methanol. De demo-unit produceerde bijna vijfduizend ton biomethanol tijdens het project en bespaarde zo ruim driehonderdduizend kuub aardgas. De technologie waarmee glycerol omge-zet wordt in bio-methanol, is geheel nieuw.

Resultaten In vijf testen bekeken de onderzoekers of het mogelijk is om aardgas als grondstof te vervangen door glycerine. Hiervoor bouwden zij met steun van Agentschap NL een proefopstelling die vloeibare glycerine met stoom voorverwarmt en verdampt. De glycerinedamp gaat vervolgens rechtstreeks naar de reformer. Een nageschakelde cycloon en een filter verhinderen dat drup-pels of vaste deeltjes in de reformer terechtkomen. Tijdens het project zijn de volgende resulta-ten behaald:

Proof of principle dat het mogelijk is glycerine als grondstof te gebruiken voor bio-methanol productie.

Uitgebreide ervaringen en testen met het gebruik van glycerine als duurzame grondstof voor methanol.

Michèle Koper: ‘Er is een testeenheid gebouwd met een capaciteit van twintigduizend ton per jaar. BioMCN heeft laten zien dat het kan. Het was wel een proces met ups en downs. Er is veel geleerd, er kwamen veel verbeterpunten uit de tests. Daar houdt het bedrijf natuurlijk rekening mee bij vervolgstappen.’

78

Vervolgactiviteiten De nieuwe bedrijfseigenaar BioMCN bouwde op grond van de tests een nieuwe productie-unit. Michèle Koper: ‘Het project heeft uiteindelijk geleid tot een commerciële fabriek. De nieuwe reac-tor is staand in plaats van liggend. De helft van de jaarlijkse productiecapaciteit is nu bio-methanol. Het bedrijf wil nog doorgroeien naar nog een grotere faciliteit. Er wordt tevens gekeken naar ande-re grondstoffen dan glycerine. Zo wordt je weerbaarder voor prijsfluctuaties en beschikbaarheid.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Er is in samenwerking met de Rijksuniversiteit Groningen nader onderzoek uitgevoerd naar de katalysatoren. Tevens zijn als spin-off aanvullende onderzoeken uitgevoerd naar de thermische stabiliteit van glycerine. Over de resultaten zijn diverse publicaties verschenen. Er zijn contacten gelegd met de Universiteit Eindhoven en Twente voor meer fundamentele kennisontwikkeling en er is onderzoek gedaan naar procesomstandigheden. Michèle Koper: ‘Wat is het belangrijkste effect voor de markt in de nabije toekomst? De mogelijk-heid om de volledige productie van methanol in Nederland om te zetten naar groene grondstoffen’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen De praktijk is een goede leermeester Michèle Koper: ‘Je komt altijd obstakels tegen bij de bouw van een demo-installatie. Door testen leer je. Er komt altijd iets anders uit dan je verwacht. Glycerine reageert bij een bepaalde tempera-tuur bijvoorbeeld anders dan voorspeld. Zodoende krijg je correcties en verbeteringen voor het ontwerp. Zonder praktijkervaring kun je niet leren.’

Expect the unexpected Michèle Koper: ‘Innoveren vereist flexibiliteit. Als we nu niet kunnen testen, dan moet het volgen-de week. Je kan niet bij de pakken neerzitten. Je moet goed opletten en anticiperen, bijvoorbeeld op trage leveranciers, prijsstijgingen van onderdelen en equipment…aan de andere kant kun je sommige dingen niet voorkomen. Door de economische crisis werd voor een periode de hele pro-ductie stilgelegd, dus ook de productie van bio-methanol.’

Advies voor collega-innovators Let op onvoorziene marktontwikkelingen, kijk ook goed naar de buitenwereld geeft Michèle Koper mee aan collega-innovators: ‘We waren minder goed voorbereid op externe elementen waar ons succes van af hing. De focus lag op interne en technische aspecten van het project. De stijging van de glycerineprijs en trage levering van onderdelen maakten het moeilijk. Dus oriënteer je van te voren ook goed op de externe situatie en externe factoren en houd rekening met tegen-vallers.’

Opmerkelijk Michèle Koper: ‘Een van de zijpaden die het project oplevert is dat het bedrijf nu ook kijkt

naar andere technologische verbeteringen en naar het gebruik van andere grondstoffen. Het innovatieve programma blijft bestaan. Het is voor een bedrijf handig om je altijd te blijven verbreden, het vergroot je overlevingskansen, de continuïteit neemt toe. Voor Nederland als innovatieland is het project dus een succes: het innovatievermogen neemt blijvend toe.’

79

De resultaten van het demoproject waren dermate positief dat besloten is om de gehele productiefaciliteit over te zetten naar bio-methanol. Als dat is gerealiseerd, is de volledige Nederlandse methanolproductie verduurzaamd.

Kerngegevens Projecttitel: Demonstratie Eenheid Bio-methanol Projectnummer: DEMO8040 Penvoerder: Methanor VoF, nieuwe bedrijfsnaam BioMCN Partners: Ecofys, Emmtec Engineering en Stork Industrial Services, ZSW Geïnterviewde: Michèle Koper Website: www.biomcn.eu Telefoon: 030-6623244 of tel 0596-647700 Email: [email protected] of mailadres [email protected] Projectperiode: 1 juni 2007 – 1 juni 2009


http://www.biomcn.eu/




81

6.1 Overzicht afgeronde projecten Gas - eindrapport beschikbaar


Verbetering milieuprestaties van RWZI Willem Annapolder door slibdesintegratie

Waterschap Zeeuwse Eilanden

apr-05 mei-07 DEMO01020

BioGast BioGast Sustainable Energy

jul-05 apr-07 DEMO01024

Vergisting van maïs Landbouwbedrijf Kloosterman

jul-05 jun-08 DEMO01029

Duurzame energie uit mestopslagen Bio-Energie Veendam nov-05 feb-08 DEMO02004

Covergisting beter benut Aben Recycling aug-05 mei-07 DEMO02007

Warmtewinning uit co-vergistings-installatie Mts. Wollerich

Woagen jan-06 jan-08 DEMO02021

Full-scale demonstratie van de OLGA technologie in het Franse pilotproject

Technisch Bureau Dahlman

jan-06 jun-09 DEMO03001

De R&R emissiearme, energiezuinige stal Maatschap C. en T. De Jong

okt-05 aug-07 DEMO03013

Maximalisering energieproductie bij biomassa-installaties glastuinbouw

Eclair-E Berlikum okt-05 mrt-07 DEMO03015

Menugestuurde vergisting van energie-gewassen en droging van digistaat

Bouwhuis Biovergisting B.V.

jun-06 jun-09 DEMO05018

Demonstratie van Organic Rankine Cycle (ORC) bij biomassavergisting

Tri-O-Gen Group okt-06 feb-11 DEMO05025

Waterstofboot in Amsterdam Fuel Cell Boat okt-06 dec-10 DEMO06005

Betere kansen voor groene energie uit GFT-stromen: demonstratie van een 2e generatie vergistingstechniek: prop-stroomvergisting

Veluwse Afval Recycling jan-08 jan-10 DEMO09047

Biovergistinginstallatie Twence Twence Afvalverwer-king

feb-08 jun-11 DEMO09050

Serieproductie groen aardgas bij Water-net en gebruik ervan

Waternet jan-08 mrt-10 DEMO09067

BioGG Energieonderzoek Centrum Nederland


Maximising the bio-energy potential of ligno-cellulose biomass; mitigating the effect of humic acids


jan-07 jul-10 EOSLT05006

82

Vergassing van natte biomassa in super-kritisch water

TNO Industrie en Techniek


Biomass gasification and gas cleaning Energieonderzoek Centrum Nederland

apr-07 dec-11 EOSLT06007- EOSLT07007 EOSLT08007 EOSLT09002

Voorbereiding Demo Milena Huisvuilcentrale Noord-Holland

dec-09 apr-10 IVTH09001

BORSA Project Darwin Business Partners

nov-09 mrt-10 IVTH09002

AgroGas; Realisatie van Groen Gas uit Brabantse agroreststromen


jan-10 jul-10 IVTH09004

Vergassing van zuiveringslib HoSt FT feb-10 jul-10 IVTH09006

Proces integratie spouting-bed vergasser EM Group jan-10 jun-10 IVTH09007

H2-Green project Darwin Business Partners

jan-10 mei-10 IVTH09008

Entech/ Euco Corporation Holding Euco Corporation Holding

jan-10 jun-10 IVTH09009

Haalbaarheid ontwikkeling industriële vergistinginstallatie

HoSt sep-08 aug-09 KTOH01003

Haalbaarheid biogasopwerking middels 3 vats VSA

SDi technology Ven-tures

okt-10 sep-11 KTOH03016

» Milena-Olga technologie als basis voor de productie van groen gas

HVC sep-09 jun-11 KTOT02058

Syn2meth: biologische omzetting van syngas naar SNG



Biologische houtvergassing naar SNG Ingenia Consultants & Engineers

aug-09 aug-10 NEOH04009

Electrochemical recovery of sulphur from natural-, syn- and biogas

Procede Gas Treating jun-10 nov-11 NEOH05004

E-digestion: Een nieuwe technologie voor groen gasproductie en CO2-afvang


jan-09 apr-10 NEOT05005

Mechanismen van aquatische oligochae-ten (wormen) voor ontsluiten van bio-massa t.b.v. de productie van bio-energie

SR Technologie mei-09 nov-10 NEOT06017

» SCWG van natte mest voor productie

van groen gas

GENSOS jul-09 feb-10 NEOT07001

Innovatieve biogasconversie en biogasverwerking in Hengelo

Twence Holding dec-09 dec-11 UKP02026

» Rijden op GFT Rova Holding apr-07 dec-11 UKR04017

83

Doelstelling Het realiseren van een gft-vergistingsinstallatie met nageschakelde biogasopwerking voor de productie van groengas om in te voeden in het openbare gasnet. Daarnaast was het doel om een deel van de voertuigen van Rova die op diesel rijden te vervangen voor voertuigen die op groengas rijden. Zodoende wilden de initiatiefnemers de cirkel sluiten: het huishoudelijk afval inzamelen met voertuigen die rijden op de brandstof die van deze afvalstoffen is gemaakt. Coert Peters: ‘Voor ons begon het met een zoektocht naar mogelijkheden om afvalstromen beter te benutten. We riepen een innovatieplatform in het leven samengesteld uit bestuurders van aan-gesloten gemeenten. Hoofdvraag was: hoe kunnen we verduurzamen? We kunnen niet knoeien met reageerbuizen, potjes en pannetjes zoals universiteiten, dat kunnen we ons niet permitteren. Maar als het gaat om testen van nieuwe technieken, dan willen we graag meewerken. Het zou mooi zijn als we van gft-afval meer maken dan alleen compost, bijvoorbeeld nieuwe energie. Omdat ons bedrijf geen behoefte heeft aan warmte die vrijkomt uit een WKK, kozen wij voor de gasroute. Vergisting an sich is niet nieuw, maar hoe we de keten hebben gesloten is wel nieuw. Onze wagens rijden op gas gemaakt van het afval dat ze inzamelen.’

Technologie Het team bouwde een vergistinginstallatie om gft-afval om te zetten naar biogas én compost. De installatie werkt het biogas vervolgens op naar aardgaskwaliteit zodat Rova het als groen gas in het openbare gasnet kan injecteren. Hiervoor werkt Rova samen met Gasunie en Enexis. Als laatste stap is Rova met een deel van haar wagenpark op het uit gft-afval gewonnen gas gaan rijden. Coert Peters: ‘In feite hebben we geen techniek ontwikkeld, maar een keten gesloten. We hebben wel nieuwe technieken voor het eerst op deze schaal toegepast. Maar vergisting bestond al. Gas-opwaardering bestond ook al. Maar niet op deze schaal en om vervolgens het gas in te voeren in het hoge druknet was ook niet eerder gedaan. Dus het project had twee primeurs.’

Toegevoegde waarde Het groene gas heeft de kwaliteit van aardgas. Het is een uniek project, want het is voor

het eerst dat groen gas uit vergisting ingevoed wordt in het landelijke aardgasnetwerk. Dit is een belangrijke stap in de verduurzaming van het Nederlandse aardgassysteem.

Het groene gas wordt ook als brandstof voor inzamelvoertuigen gebruikt. Dit is een zicht-bare stimulans voor de samenleving om afval te scheiden, want aardgasvoertuigen zijn schoner, stiller en zuiniger dan hun dieselvoorgangers. Burgers worden op deze wijze be-loond voor het goed scheiden van gft-afval.

Resultaten Het project resulteerde in een vergistingsinstallatie die op de gewenste productiecapaciteit biogas en aardgas produceert (2,9 Nm3 per jaar). Coert Peters: ‘Er zijn ook leereffecten voor an-dere projecten. Met name als het gaat om opwaarderen van gas en het invoeren in het netwerk. We zitten nog steeds in de demofase. We hebben dagelijks contact met netbeheerders: “Waar loop

84

je tegenaan?”. We hadden eerst het idee om maar een deel van het gas in te voeren. Er was een grote angst bij gasbedrijven: wat gebeurt er als je gas van vreemde oorsprong gaat invoeren? We lieten zien: het gaat prima volgens de eisen, kun je niet wat soepeler worden? Het kost namelijk heel veel moeite om biogas te produceren met precies dezelfde specificaties als aardgaskwaliteit. Eerst gaven ze geen ruimte om in kwaliteit af te wijken van de norm. Als je kijkt naar mengverhou-ding zie je dat groen gas nooit de overhand zal krijgen. Daar kun je rekening mee houden. Dit pro-ject past perfect in onze strategie om afval zo hoogwaardig mogelijk te verwerken.’

Vervolgactiviteiten De vergistingsinstallatie zit nu in de exploitatiefase. Rova benut knelpunten als aangrijpingspunt om de gebruikte technieken verder te ontwikkelen. Coert Peters: ‘Je ziet dat de combinatie ver-gisten en composteren als minimum standaard is gaan gelden. Ook voor gemeenten in het aanbe-stedingsbeleid: “Ik kies voor verduurzaming en dat blijkt uit de partij die mijn afvalstromen gaat verwerken.” De lat is een stukje hoger gelegd. Er zijn nog altijd partijen die op prijs winnen. Maar duurzaamheid speelt zeker een rol bij aanbesteding en dus maakt vergisting meer kans.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Coert Peters: ‘Het project heeft navolging gekregen, er zijn meerdere vergistingsinstallaties ge-bouwd. Marktpartijen kijken naar de combinatie vergisting en terugvoeren van groen gas in het aardgasnet. Andere gft-vergisters verschenen bij HVC in Noord Holland, bij VAR in Wilp, bij Meer-landen in Noord Holland, bij Twence in Hengelo en bij ARN in Nijmegen. We hebben nog dagelijks contact met allerlei geïnteresseerden om ervaringen uit te wisselen: waar lopen jullie tegenaan? We hebben ook zeer veel bezoek gehad al die jaren. Dat hoort ook bij een demoproject met subsidie. Dan moet je ervaringen ook delen, vind ik. Met gemeenten, met marktpartijen. Voor de netbeheer-der is het ook een leerproject: “Deze eis is wel erg strak gezet…dat kunnen we iets versoepelen.” Het is een traject van lange adem. Het is nog erg nieuw. Ik zie het positief in maar we moeten nog wel wat knelpunten in de exploitatie oplossen en de techniek doorontwikkelen.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Houd rekening met tegenslag De eindoplevering van de vergistingsinstallatie vond later plaats omdat de biogasproductie ach-terbleef bij de door de leverancier afgegeven garanties. Hierdoor kon de gasopwaardeerinstal-latie ook pas later in gebruik worden genomen. Door de lange stilstand en strenge vorstperiode in die tijd moesten een aantal onderdelen vervangen worden. Het reviseren en opstarten van de gasopwaardeerinstallatie zorgde hierdoor voor vertraging. Coert Peters: ‘Het was niet makkelijk. Naast de vertraging was de kwaliteit van het geproduceerde gas een heikel punt. De eisen zijn erg strikt. Hetzelfde geldt voor de achterkant van het proces, daar houd je substraten over. Ook daar kom je regelgeving tegen die verwerking en vermarkting erg lastig maakt. Het is een vraagstuk waar collega’s ook tegenaan lopen. Daardoor is de exploitatie moeilijk.’

Al doende leert men Wat is er gedaan om de tegenslag te overwinnen? Coert Peters: ‘Onze aanpak kun je als volgt samenvatten: Learning by doing. Dat is inherent aan innovatieprocessen. Er is geen Handboek Sol-daat met een stappenplan: deze problemen ga je tegenkomen en zo kan je ze oplossen. Je lost het gaandeweg samen op met de leveranciers van de techniek en met de netwerkbedrijven. Als bedrijf kun je het niet alleen oplossen. We zitten heus niet altijd als vrienden aan tafel. Er spelen verschil-lende belangen. Er zijn momenten dat je zegt: “Als jullie er aan gedacht hadden, hadden we dat

85

probleem niet gehad”. Dat is inherent aan dit soort processen. Het zijn trajecten van lange adem. Als je elkaar vertrouwt, kom je er samen uit.’

Ga niet voor quick wins Wat moet je bij een dergelijk project absoluut doen om succes te hebben? Coert Peters: ‘Wat je moet vermijden, is voor korte termijn succes gaan. Als je dat wilt, dan kun je er beter niet aan be-ginnen. Je moet verwachtingen managen. We begonnen in 2006 met verkennen. Toen vroegen we subsidie aan. En kregen die van Agentschap NL. Voordat de schop de grond in gaat, kost al veel uithoudingsvermogen. Vervolgens loop je tijdens de bouw je tegen dingen aan. En daarna tijdens de exploitatie. Verwachtingen moet je goed managen, anders zien partijen het op een gegeven moment niet meer zitten. Je moet veel tegenslagen verwerken. Voor alle partijen is het nieuw. Voor regelgevers, voor netwerkbedrijven, zelfs voor chauffeurs. Daar moet je je op inrichten. Je kunt het niet alleen doen. Je moet de juiste partners zoeken. Innovatie is een zoektocht. Daarom vraagt de voorfase veel tijd. Welke leveranciers leveren deze techniek? Je moet je zo goed mogelijk verdiepen en alle opties naast elkaar zetten. Sommige technieken bestaan al langer, daar moet je dan referentieprojecten van bekijken.’

Advies voor collega-innovators Coert Peters geeft collega-innovators de volgende raad: ‘Zorg voor voldoende uithoudingsver-mogen. Dat heb je nodig. In het hele voorbereidingstraject moet je goed verkennen wat er mogelijk is. Houd rekening met allerlei hobbels en zorg dat je capaciteit hebt om problemen op te lossen.’

Opmerkelijk Het is de eerste keer dat groengas uit vergisting ingevoerd wordt in het landelijke aardgasnet-werk. En het is ook voor de eerste keer dat parallel hieraan een deel van het wagenpark op aardgas overschakelt. Op deze manier is er voor bewoners een extra stimulans om het groente-, fruit- en tuinafval te scheiden. Duurzame afvalverwerking staat in de regio op de agenda, daar heeft het project zeker aan bijgedragen.

Kerngegevens Projecttitel: Rijden op gft Projectnummer: UKR04017 Penvoerder: NV ROVA Holding Partners: Partners HVC, Provincie Overijssel en Salland Olie Mij. BV Geïnterviewde: Coert Peters Website: www.rova.nl Telefoon: 038 427 3704 Email: [email protected] Projectperiode: april 2007 - maart 2010


http://www.rova.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/UKR04017EINDOPENB.pdf

87

Doelstelling Het ontwikkelen en demonstreren van de technologie om grootschalig Synthetic Natural Gas te produceren uit biomassa. Synthetic Natural Gas, ook wel kortweg Syngas of SNG genoemd, is van hoogwaardige kwaliteit. De producent kan het leveren aan het aardgasnet waardoor de toepassingsmogelijkheden onbeperkt zijn.

Technologie Vergassen is een proces dat biomassa bij hoge temperaturen omzet in waterstof, koolmonoxide en koolwaterstoffen. Het proces bestaat uit drie hoofddelen. In het eerste deel wordt biomassa, bijvoorbeeld hout, omgezet in productgas. De technologie voor deze processtap, MILENA ge-naamd, ontwikkelde ECN het afgelopen decennium. Het gas geproduceerd met de MILENA-technologie bevat echter nog allerlei verontreinigingen: teer, zwavel, stof. Hierdoor is de toe-passing beperkt. De nieuwe teerverwijderingstechnologie OLGA maakt het mogelijk de veront-reinigingen vervolgens uit het gas te halen en zodoende schoon gas te produceren. In het derde deel van het proces wordt het gas opgewerkt tot methaan. De pyrolyse, oxidatie en reductiezone zijn in de MILENA vergasser fysiek van elkaar gescheiden. Op deze manier kan elk proces individueel geoptimaliseerd worden met als resultaat gas met een hoge verbrandingswaarde en een hoog rendement Bijzonder van de technologie is ook dat het proces geen externe energie nodig heeft om de biomassa te vergassen: de benodigde warmte ontstaat door ‘char’ te verbranden. Char is het restproduct na vergassing van biomassa.

Toegevoegde waarde De doelstelling van de overheid is om de huidige jaarlijkse levering van dertig miljoen kubieke meter groen gas naar driehonderd miljoen kubieke meter in 2014 te laten groeien. In 2030 zou de productie van groengas drie miljard kubieke moeten bedragen en in 2050 dertig miljard ku-bieke meter. Groen gas kan een substantiële bijdrage leveren om in 2020 veertien procent van de energiebehoefte duurzaam op te wekken. Om deze doelstellingen te realiseren is vergassingstechnologie cruciaal. Belangrijke meerwaar-de in vergelijking met vergistingstechnologie is dat ook brandstoffen die niet geschikt zijn voor vergisting omgezet kunnen worden (b.v. afvalhout) in Groen Gas. het geproduceerde Synthetic Natural Gas in het aardgasnet kan worden geïnjecteerd. Daardoor ben je niet meer aan lokale condities gebonden. Er is wereldwijd maar één andere technologie (de FICFB technologie uit Oostenrijk) die er ook in slaagt Groen Gas te produceren uit houtachtige biomassa. Op basis van deze technologie is een rendement van circa vijfenzestig procent haalbaar terwijl met de MILENA-OLGA technologie een rendement van zeventig procent haalbaar is. Daarmee opent deze technologie de deuren naar grootschalige wereldwijde toepassing van vernieuwbare brandstoffen in de huidige infrastruc-tuur.

88

Resultaten Uit de labschaal testen bleek dat niet alle brandstoffen geschikt zijn om omgezet te worden in de MILENA. Zo leidde het gebruik van varkensmestdigestaat tot agglomeratieproblemen. De as van rioolslib leidde tot problemen in de circulatie van bedmateriaal. RDF is mogelijk een interes-sante brandstof, maar kan door het hoge chloor- en zwavelgehalte tot corrosie in de MILENA leiden. Sloophout bleek wel een geschikte brandstof indien bij de as afvoer rekening wordt ge-houden met de verontreinigingen in de brandstof. De onderzoekers losten mechanische problemen met de reactor op voor de start van de duur-testen. Deze testen toonden aan dat het leidingwerk tussen de vergasser en de gasreiniging gevoelig is voor vervuiling door teer. Een te lage temperatuur leidt tot verstopping. Doordat de vergasser en de gasreiniging relatief ver uit elkaar stonden, bleek het lastig om ‘cold spots’ te voorkomen. De demo-installatie kan dit voorkomen door de wandtemperatuur in de stookgas-koeler en het leidingwerk hoog te houden en door de vergasser en gasreiniging naast elkaar te plaatsen. De teerreductie bij gebruik van Noors olivijn als bedmateriaal viel tegen. De testen met toeslagstoffen op labschaal lieten al een significante verbetering zien. De testresultaten bevestigen dat een overall rendement van zeventig procent mogelijk is van hout naar biogas van aardgaskwaliteit. De testresultaten zijn gebruikt voor het ontwerpen van de MILENA-vergasser in combinatie met OLGA gasreiniging op demoschaal. De as-afvoer is aan-gepast, zodat glas en steentjes niet ophopen in de reactor. Wil Sierhuis: ‘De doelstelling om de pilotinstallatie duizend uur te laten draaien hebben we niet gehaald omdat we tussentijds problemen moesten oplossen. We hadden veel gelazer met de toe-voer, die liep vast. Opschaling met een grotere schroef loste dit op. Pas in de praktijk kom je dit soort zaken tegen; in het lab is alles klein gedimensioneerd en werkt het anders. Uiteindelijk heeft de installatie ongeveer tweehonderddertig uur gedraaid. De resultaten vormen een voldoende sterk fundament voor de basic engineering van een grotere installatie. Je wilt zoveel mogelijk pro-blemen er uit halen voor je gaat opschalen.’

Vervolgactiviteiten Omdat het aantal testuren beperkt bleef, voerden HVC en ECN nog een vervolgtest uit van vijf-honderd uur. De vervolgtest proef financierden de organisaties zelf. Ook bij deze test losten zij weer knelpunten op. De betrokkenen hebben nu voldoende munitie voor vervolgstappen. HVC en ECN willen uiteindelijk de technologie demonstreren op een schaal van 50 MWth, de minimale schaal voor een economisch rendabel proces. In het door Agentschap NL gesteunde project is het doel om engineeringdata en vertrouwen te verwerven voor de bouw van een 12 MWth demonstratiesysteem met beheersbare financiële risico’s. De resultaten moeten potentië-le afnemers voldoende vertrouwen geven. Verschillende projecten voor de productie van 2-4 MWth zijn in voorbereiding, de economische haalbaarheid is onderzocht. HVC heeft partijen in een consortium bereid gevonden om een volgende demonstratie te financieren. Het consortium heeft een aanvraag ingediend in het kader van het innovatiecontract Groen gas. Juli 2013 zal de bouw beginnen van een 12 MWth demo van de Milena-Olga technologie. Een-maal in bedrijf zal de installatie 3 jaar draaien. In het laatste draaiuur zal er ook een pilot van een SNG-unit (minimaal 1 MWth) achter gedemonstreerd worden.

89

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Als het volgende demonstratieproject succesvol is, is de weg vrij om de technologie op com-merciële schaal toe te passen. De verwachting is dat schoon biogas binnen een aantal jaren economisch aantrekkelijk zal worden, zowel als duurzame brandstof in de industrie als voor huishoudelijk gebruik. Wil Sierhuis: ‘Er is een enorm herhalingspotentieel in de markt. Gas wordt duurder. Nu kunnen we niet concurreren, maar dat kan wel als de gasprijs naar veertig cent per kubieke meter gaat. Overheden en bedrijven investeren internationaal in energie uit biomassa. Dat blijft doorgaans beperkt tot lokale toepassing. Er zijn maar twee partijen die de technologie bezitten om Groen Gas van aardgaskwaliteit te maken uit houtachtige biomassa dus ik zie volop kansen in de toekomst.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Vallen en weer opstaan Innoveren betekent onverwachte technische problemen oplossen, dat weet iedereen. Maar in dit geval was het ook nodig om onverwachte financiële problemen op te lossen. Wil Sierhuis: ‘We begonnen drie jaar geleden met een keurig financieringsplaatje, gebaseerd op de geldende subsidieregelingen. Toen de subsidiegever de koers wijzigde, hadden we een gat van zes miljoen euro. Dat was een pittige uitdaging. Ik heb altijd een barometer van de kans van slagen. Die sloeg uit naar een dieptepunt. Ik dacht toen vaak: dat gaat nooit meer lukken. We hebben een gouden project dat toch stuk loopt. Maar uiteindelijk is het besef gegroeid dat vergassing echt essentieel is om de overheidsdoelstellingen te realiseren. Men kan niet meer om deze technologie heen. Er was absoluut missiewerk voor nodig om dit besef te doen groeien: willen we wat betekenen met groen gas? Dan moeten we Syngas kunnen produceren! Op alle fronten hebben we er aan getrokken: we lobbyden voor steun van de provincie, we benaderden de wethouder en de burgemeester, we or-ganiseerden meetings op topniveau. We deden ons huiswerk altijd heel goed. Gelukkig had het effect: het draagvlak was er eerst niet, nu is het er wel.’

Advies voor collega-innovators Financiering van demonstratieprojecten vergt een andere mentaliteit. Voordat een technologie commercieel ingezet kan worden, moeten bedrijven een aantal stappen zetten. Een proof of principle toont aan dat de kerngedachte van de technologie klopt. Vervolgens zijn duurtesten in een pilot nodig om technische problemen aan het licht te brengen en op te lossen. Dit levert munitie voor de engineering van een demo-installatie. Die is per definitie niet rendabel. En daar stokt vaak de ontwikkeling want er zijn forse bedragen voor nodig. Wil Sierhuis: ‘Nederland is goed in het ontwikkelen van technologie in het lab. Maar het succes staat of valt bij opschaling naar industriële schaal. De installatie die we willen bouwen is een continu bedrijf die je met vijf ploegen van drie man moet bedienen. Dat vergt nogal wat. In Duitsland krijg je dat veel makkelijker voor elkaar. In Nederland moet je over heel veel doorzettingsvermogen beschikken om de benodigde financiën te organiseren. Maar uiteindelijk lukt het. Mijn advies aan collega-innovators is dan ook: niet opgeven, altijd doorgaan!’

Opmerkelijk Het Oostenrijkse stadje Güssing is zelfvoorzienend dankzij de vergassing van biomassa tot

elektriciteit en warmte. De SNG unit is er maar kort in bedrijf geweest en gaat waarschijnlijk weer in bedrijf. Daarnaast heeft alleen het GoBiGas project in Zweden plannen om continu SNG te maken. Met de productie van SNG uit biomassa te maken weet HVC zich dus we-reldwijd te onderscheiden.

90

Kerngegevens Projecttitel: MILENA - OLGA technologie als basis voor de productie van groen gas Projectnummer: KTOT02058 Penvoerder: HVC Geïnterviewde: Wil Sierhuis Website: www.hvcgroep.nl Telefoon: 072-5411311 Email: [email protected] Projectperiode: september 2009 – juni 2011


http://www.hvcgroep.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/KTOT02058EINDRAPPORT.pdf

91

Doelstelling Het leveren van experimenteel bewijs dat superkritische vergassing van mineraalrijke voedings-stromen zoals natte mest mogelijk is en het aantonen dat een innovatief reactorontwerp ver-stopping door agglomeratie van precipiterende mineralen kan tegengaan en het afvangen van deze mineralen mogelijk maakt.

Technologie Superkritische vergassing is een innovatieve thermochemische conversietechnologie die natte biomassa-reststromen met zestig tot vijfennegentig procent water onder een superkritische druk en temperatuur omzet in een duurzaam biogas geschikt voor energieproductie.

Toegevoegde waarde Deze techniek maakt het mogelijk om natte afvalstromen, die niet met conventionele technie-ken te verwerken zijn, om te zetten met een hoge efficiency:

De afbraak en omzetting tot biogas is snel en vrijwel volledig.

Het energetisch rendement is beduidend hoger dan dat van alternatieven zoals vergisting en droging gevolgd door verbranding of droge vergassing.

In de natte biomassastroom aanwezige as die bestaat uit anorganische bestanddelen zoals mineralen wordt gescheiden.

Mogelijk in de natte biomassastroom aanwezige ziektekiemen zoals bacteriën worden gedood en medicijnen en toxische bestanddelen worden afgebroken.

Gerton Smit: ‘Het is een techniek die veel problemen kan oplossen. Je kunt hiermee het overschot aan problematische natte reststromen zoals natte mest en slib benutten voor het produceren van groen gas, dat een duurzame vervanger is voor aardgas, en wel met een hoog rendement. Het hui-dige alternatief voor het omzetten van natte reststromen in groen gas, anaerobe co-vergisting, heeft een zeer lage omzettingsgraad/rendement, en om dit te compenseren moeten gebruikers van die methode veel co-producten gebruiken om het proces gaande te houden.. Maar de prijs van co-producten stijgt, hierdoor worden vergistingsinstallaties minder interessant. Je ziet bedrijven in de problemen komen.’

Resultaten Aanleiding was een haalbaarheidsonderzoek uitgevoerd door het bedrijf GENSOS, ontstaan als spin-off van de TU Delft met onderzoek gesubsidieerd door Agentschap NL. De potentie van de techniek bleek al tijdens vooronderzoek in het lab. Er waren vraagtekens door de risico’s op verstopping. Daarom heeft GENSOS een experimentele testopstelling ontworpen en gebouwd met een capaciteit van honderd liter per uur. Het innovatieve reactorontwerp heeft de toets doorstaan en de ‘proof of principle’ geleverd: verstopping trad niet op tijdens het vergassings-experiment.

92

Gerton Smit: ‘Voor we een grote installatie bouwen, hadden we nog een aantal vragen. In een haalbaarheidsonderzoek kun je nog zulke leuke resultaten krijgen maar in de praktijk moet je het dan nog bewijzen. Groot probleem bij dit soort installaties zijn verstoppingen die optreden door de mineralen. Daar hebben we oplossingen voor bedacht. Werken deze oplossingen? Op die vraag zochten we antwoord. Het werkte! Dat opent de deuren voor grootschalige toepassing.’

Vervolgactiviteiten Op grond van de resultaten heeft GENSOS patenten aangevraagd. Samen met de TU Delft start-te GENSOS een meerjarig fundamenteel vervolgonderzoek. Parallel aan dit onderzoek, ontwik-kelt het bedrijf een superkritische vergassings-pilot plant op basis van het innovatieve reactor-concept. Gerton Smit: ‘We zijn druk bezig met de opschaling naar een grotere versie. Het gaat om een pre-commerciële opstelling. Je kunt het zien als een soort tussenfase. Er staan namelijk nog steeds vragen open die we willen beantwoorden voordat we het op de markt zetten. Het gaat om de be-drijfszekerheid: hoe lang kun je de reactor laten draaien voordat er problemen zijn? Wat is de on-derhoudsinterval? Wat zijn opschalingsfactoren waar we rekening mee moeten houden en welke resterende problemen kom je tegen? Werkt de techniek om mineralen te scheiden op grotere schaal? Op deze vragen vinden we nu de antwoorden’.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off GENSOS schat dat het groen gas geproduceerd met deze techniek drie tot zes procent van de totale jaarlijkse Nederlandse aardgasconsumptie kan vervangen. De techniek is ook geschikt voor het vergassen van andere natte mineraalrijke biomassastromen als (riool)slib en algen. Gerton Smit: ‘Het is lastig om schattingen te maken over de marktpotentie. Zoals elke markt is er concurrentie, in dit geval van andere manieren om mest te verwerken, waaronder vergisting. Als een bedrijf net heeft geïnvesteerd in een verwerkingsinstallatie, dan maak je weinig kans, ook al presteert onze installatie veel beter. Sommige bedrijven zijn sowieso niet bereid om dit soort inves-teringen te doen. Potentiële klanten zijn mestproducerende bedrijven maar ook de rioolzuiverings-installaties van waterschappen. We kunnen decentraal units neerzetten per boerderij. Of centrale installaties bouwen en mest aan laten voeren. Hoe dit gaat lopen, is mede afhankelijk van het be-nodigde onderhoud: moet er steeds iemand bijstaan of draait de reactor vrijwel onbemand door? We richten ons nu op de Nederlandse markt. Voor we naar het buitenland gaan willen we meer zekerheid. We willen redelijk snel de EU in. Maar laten we beginnen om eerst hier een paar units neer te zetten.’ Het verder ontwikkelen en vermarkten van de innovatieve vergassingstechnologie blijft de co-rebusiness van GENSOS. Daarnaast voert het bedrijf voor derden warmteoverdrachtsbereke-ningen, stromingsberekeningen en vergassingsberekeningen uit. Zodoende kunnen ook andere organisaties hun voordeel doen met de innovatieve expertise van GENSOS.

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Anything you say, can and will be used against you Het verkrijgen van subsidie is geen sinecure. Je moet nauwkeurig omschrijven wat je gaat doen en wat de risico’s zijn. Maar juist die risico’s zijn voor de subsidieverlener soms reden om geen subsidie te verstrekken. Gerton Smit: ‘De subsidieaanvragen zelf waren lastig. Voor je financiering krijgt, moet je heel precies allerlei vragen beantwoorden, bijvoorbeeld: “Wat zijn de breekpunten?”

93

Dan omschrijf je dus de technische risico’s. Bijvoorbeeld dat mest op hoge druk zetten lastig kan zijn als mest te droog is. Vervolgens zei de subsidieverstrekker: dat breekpunt is een reden om het plan niet goed te keuren. We hebben het opgelost door in de praktijk te bewijzen en te laten zien dat het werkt.’

Een goed plan is het halve werk Het kan voor de aanvrager slim lijken om de bij de projectbeschrijving rekening te houden met de zaken die voor de subsidieverstrekker belangrijk zijn. Maar het plan boet aan kracht in als de aanvrager het plan te veel naar de subsidieverstrekker toe schrijft. Gerton Smit: ‘Als je merkt dat je plan niet goed past bij wat de subsidiegever in zijn hoofd heeft, ben je geneigd om het project anders te omschrijven zodat het wel goed past. Dat leidt echter hoe dan ook tot een zwakker plan. Het project begint dan al te rammelen bij de aanvraag. Dat heeft de subsidieverstrekker in de gaten, dus dan wordt je verzoek toch niet gehonoreerd. Dat is zonde van je tijd.’ Continuïteit Zolang de innovatie nog niet klaar is voor de markt, is financiële steun nodig voor onderzoek en ontwikkeling. Als de technologieontwikkelaar pas nieuwe financiering zoekt als een project is afgerond, kan dat betekenen dat het proces een tijd stil ligt.

The devil is in the details Bij opschaling naar grotere installaties kom je altijd onverwachte technische obstakels tegen. Als je daar op ingesteld bent, is dat geen probleem, daar leer je juist van. Gerton Smit: ‘We hadden wat apparatuur die minder goed werkte dan gehoopt, die moet je dan wijzigen. Het gaat om praktische probleempjes, bijvoorbeeld een type pomp met een te korte levensduur, kleppen die blijven hangen. Dingen waar je van te voren geen rekening mee houdt, zeker niet met een klein budget. Ik zou terugkijkend iets duurdere oplossingen kiezen zodat je langer kunt testen en zo meer feeling krijgt. De proof-of-principle reactor is nu ontmanteld, maar we hebben hiermee veel praktische lessen geleerd die we nu toepassen in de opgeschaalde precommerciële opstelling.’

Advies voor collega-innovators Het is slim om beslagen ten ijs te komen. Veel projecten starten met een idee en vragen dan subsidie aan. Het is beter om eerst zelf een vooronderzoekje te doen. Anders loop je het risico dat de opzet te klein is en kom je er later achter dat het niet klopt. Belangrijkste is echter door-zettingsvermogen en vertrouwen in de technologie. Gerton Smit: ‘Je moet niet afhankelijk zijn van subsidie voor het succes, het succes ligt besloten in de technologie. Mijn advies aan collega-innovators? Hou vol! Je hebt zeker doorzettingsvermogen nodig. Van ‘technibeten’ om je heen hoor je steeds: “Is het nog niet klaar? Zou je er niet mee stoppen?” De meeste mensen (zonder technische achtergrond) hebben geen goed beeld hoe de engineering en ontwikkeling van een nieuwe technologie in zijn werk gaat. Je ziet vaak niets, je doet veel op de computer middels bere-keningen en simulatiemodellen. De kunst is om er zelf in te blijven geloven terwijl je omgeving er aan twijfelt. Daar moet je nooit in meegaan! Anders geef je het op. Wij weten dat technologische ontwikkeling veel tijd kost en hard werken vergt. We zien de voortgang die we stapje voor stapje maken onder meer in de positieve experimentele resultaten en de grote interesse vanuit de markt in deze technologie.’

94

Kerngegevens Projectnummer: NEOT07001 Projecttitel: Superkritische vergassing van natte mest voor de duurzame productie van

groen gas en biologische kunstmestvervanger Penvoerder: GENSOS Geïnterviewde: Gerton Smit Website: www.gensos.nl Telefoon: 06-29 016810 Email: [email protected] Projectperiode: juli 2009 – februari 2010


http://www.gensos.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/NEOT07001EINDOPEN.pdf

95

7.2 Overzicht afgeronde projecten Wind op zee - eindrapport beschikbaar


Torendemper voor windturbines Mecal Applied Mechanics


Demonstratie van een HCO-systeem in een gasturbine

Sloe Centrale feb-07 feb-10 DEMO07034

Rotorflow-1 Energieonderzoek Centrum Nederland


» INNWIND Energieonderzoek Centrum Nederland

apr-06 apr-07 EOSLT04001 EOSLT06001 EOSLT07001

Haalbaarheidsonderzoek naar de ontwik-keling van een nieuwe techniek om off-shore windmolenparken te plaatsen

Rolldock jan-09 okt-09 KTOH01042

De Archimedes De Archimedes okt-06 mrt-07 NEOH01002

Superwind Technische Universiteit Delft

okt-07 okt-08 NEOH02010

» Grenslaagafzuiging voor

windturbinebladen

Actiflow mei-08 feb-09 NEOH03003 NEOT06002

» Kosteneffectieve buigmomentarme

windturbine, Balanced force turbine

Innovy jun-09 jun-10 NEOH04010

Onderzoek en ontwikkeling naar klein-schalige windturbine met venturi en ge-luidsdemper

DonQI Quandary Innovations

apr-08 jun-09 NEOT04003

97

Doelstelling Wat zijn de voordelen van grenslaagafzuiging en grenslaaguitblazing toegepast op een wind-turbineblad? Is het mogelijk om met deze techniek een nieuw windturbineblad te ontwerpen dat twintig procent stijver is dan een conventioneel blad, twintig procent minder weegt en twintig procent minder kost? Op deze vragen zochten de innovators van Actiflow een ant-woord. Eric Terry: ‘Stel je hebt een aerodynamisch oppervlakte en je maakt een deel poreus. Zo kun je de luchtstroming beïnvloeden. In 2007 pasten we dat principe met succes toe voor het ontwerp van auto’s. Wij vertaalden zo de kennis van de Technische Universiteit Delft op het gebied van lucht- en ruimtevaarttechnologie naar de autowereld. De racewagens van Ferrari kleven nu beter aan de grond, door een poreuze plaat in de bodem van de auto die een kleine hoeveelheid lucht aanzuigt. Ferrari kon dit ook zelf ontwikkelen, maar dan had het jaren onderzoek gevraagd. Hetzelfde geldt voor Audi, maar de Duitse ingenieurs zagen in onze techniek vooral een manier om de efficiëntie van hun windtunnel te verbeteren. We zagen ook kansen voor deze technologie voor windmolens.'

Technologie De maximale hoeveelheid energie die een windturbine produceert, is een directe functie van de rotordiameter. Grotere windturbinebladen maken goedkopere windenergie mogelijk. Deze trend is duidelijk zichtbaar bij offshore windturbines. Er zijn echter grenzen aan de maximale afmetingen. Op langere bladen werken namelijk grotere krachten. Windstoten reduceren de efficiëntie en de levensduur van grote windturbines. Een oplossing is om de bladen stijver te maken. Dit gaat echter ten koste van de prestaties en leidt tot hogere kosten. Een andere oplossing is om de wisselende aerodynamische belastingen van de bladen te beïn-vloeden. In het project werkten de onderzoekers aan een controlesysteem met grenslaagafzui-ging en grenslaaguitblazing. Het wegzuigen of uitblazen van een kleine hoeveelheid lucht beïn-vloedt de luchtstroming over het windturbineblad. Dit stuurt de aerodynamische krachten op het blad. De onderzoekers vervingen een deel van het windturbineblad door poreus materiaal. Een ka-merstructuur in het blad zuigt lucht in het blad, door het poreuze materiaal. Dit kan actief ge-beuren door een luchtpomp in het blad of in de rotorkop van de turbine. Een andere mogelijk-heid is om de zuigkracht passief op te wekken met de centrifugaalkrachten, veroorzaakt door de bladrotatie. De technologie kan ook toegepast worden op een nieuw turbineblad dat dikker is dan conven-tionele bladen en dat toch aerodynamisch minstens even goed presteert als conventionele bla-den. Dit kan door passieve luchtafzuiging op het blad toe te passen.

Toegevoegde waarde Grenslaagafzuiging en grenslaaguitblazing verbeteren de aerodynamische eigenschappen van windturbinebladen. De betere prestaties maken grotere bladen mogelijk en verlengen de le-

98

vensduur van bladen. De technologie kan ook benut worden om dikkere en sterkere bladen te maken die toch over goede aerodynamische eigenschappen beschikken. Eric Terry: ‘Je ziet steeds grotere molens en langere bladen. Om de enorme krachten op te vangen is veel materiaal nodig in de bladen die het stijver maken. De grenzen zijn bereikt. Opeens zagen we de oplossing. Stel je neemt een cilinder, dat is de stijfste constructie die er bestaat. Een cilinder is hol, dus heeft maar weinig materiaal nodig. Het maakt de bladen wel veel dikker. Nadeel is dat daardoor stromingsloslating optreedt. Maar dankzij afzuiging blijft de stroming aanliggen. Resul-taat: een eenvoudiger en goedkoper ontwerp met goede prestaties. Volgens onze berekeningen zijn onze bladen twintig procent goedkoper. Dat betekent een verlaging van de prijs van een totale turbine van ongeveer vier procent.’

Resultaten De onderzoekers toonden aan dat grenslaagafzuiging aan de wortel van het blad inderdaad direct de efficiëntie van bladen vergroot. Afzuiging maakt de grenslaag dunner. De grenslaag is de lucht zeer dicht bij de wand van het blad dat viskeuze effecten ondervindt. De dunnere grenslaag verhoogt de lift van het blad en verlaagt de weerstand. Beide effecten verhogen de efficiëntie. De berekeningen lieten echter zien dat voor vervuilde bladen de toename van effici-ëntie slechts een procent is. Een niet te verwaarlozen effect, maar wel minder dan verwacht. Het team onderzocht ook het effect van de techniek aan de tip van de bladen om belastings-fluctuaties door wisselde windcondities op te vangen. Op de juiste momenten zuigen en blazen vermindert de krachten op het blad tijdens windstoten. Het onderzoek wees uit dat hiervoor een nieuw tipprofiel nodig is dat gevoeliger is voor grenslaagafzuiging. Nadelen van een actief controlesysteem zijn de extra complexiteit, extra kosten en het risico dat het systeem faalt. De meest veelbelovende mogelijke toepassing van grenslaagafzuiging op windturbinebladen blijkt de mogelijkheid om dikkere profielen toe te passen. Dit verlaagt de kosten omdat een dikker turbineblad een minder dikke huid nodig heeft om dezelfde buigstijfheid te bereiken. Dure materialen zoals koolstofvezel zijn dan niet meer nodig. Actiflow ontwierp uiteindelijk een windturbineblad dat achttien procent goedkoper is dan een conventioneel blad en negen procent minder weegt. Hierdoor kan de prijs van windenergie dalen en kunnen producenten grotere turbinebladen maken. De onderzoekers valideerden de ontwerpen succesvol met drie testen: een windtunneltest, een materiaaltest en een centrifu-gaaltest.

Vervolgactiviteiten Verder onderzoek bleek noodzakelijk. Actiflow voert daarom tot 2013 in samenwerking met de TU Delft een vervolgproject uit met steun van de EOS Korte Termijn regeling. Eric Terry: ‘Het project loopt door voortschrijdend inzicht anders dan gepland. We veranderden twee keer van koers. Aanvankelijk wilden we een praktijktest doen met een molen met bladen vijf à tien meter. Het leek voor ons een evidente stap maar we kregen feedback van veel marktpartijen dat het niet verstandig is om een test te doen. Een test is snel niet representatief. Wat gebeurt er op zee of in de woestijn? Nu focussen we op het onderzoeken van verschillende materialen in de windtunnel van de Technische Universiteit Delft. Hoe maak je het blad poreus? Een continue mooie verspreiding van gaatjes over het oppervlak is voor de afzuiging het beste. We maakten ons zor-gen: als je gaten maakt, tast je de torsiestijfheid enorm aan. We vreesden dat het voordeel zo zou

99

verdampen. Onze tweede zorg: hoe duurzaam is deze technologie? Hoe lang gaat het mee? Bij eer-dere tests bleek na tien maanden de poreusheid vijf procent af te nemen. En een molen gaat twin-tig jaar mee. We ontwikkelen nu verschillende oplossingen en die gaan we testen, op zoek naar het optimale compromis tussen aerodynamisch en constructief voordeel. Kortom: the best of both worlds. Vervolgens gaan we vervuilingstesten uitvoeren. Je kunt zout en zand projecteren op po-reus materiaal. Je kunt op labniveau nooit de werkelijkheid nabootsten maar we beantwoorden zo wel de vraag: welk materiaal gaat zich het beste gedragen? En daar gaat het om!’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off De technologie is veelbelovend en uniek. Reden voor Actiflow om een octrooi aan te vragen én te krijgen. Actiflow verkende met vrijwel alle Europese windmolenmakers de kansen. Eric Terry: ‘We zijn op zoek naar een turbinefabrikant die wil investeren. In een vroeg ontwikke-lingstadium zijn ze huiverig vanwege de risico’s. Als je verder bent, is de bereidheid groter om er geld in te steken. We zijn zelf de baan opgegaan. We klopten overal aan de deur: “We zijn met deze innovatie bezig, is dat wat voor jullie?” Als je met een goed verhaal aankomt, ondersteund door een octrooi, krijg je de kans om te presenteren. We voelen dat de mensen die we spraken het tech-nisch zeer interessant vinden. Maar zij beslissen niet over de budgetten. We onderhandelden een half jaar met een Spaanse fabrikant maar dat is helaas gestrand. Vanwege besparingsmaatregelen. Dat leidt tot vertraging. De windhandel is nu kommer en kwel. De beurswaarde van fabrikanten is nog maar een fractie van een jaar geleden. Het is lastig om financiering voor nieuwe windparken rond te krijgen. Het zijn geen goede marktomstandigheden voor innovaties in deze sector. Daarom gaan we niet overhaast te werk. We willen vermijden dat we veel geld steken in de ontwikkeling en dan klaar zijn met iets waar niemand op zit te wachten. Fabrikanten willen binnen twee à drie jaar voordeel zien. Deze technologie moet nog getest worden op grote bladen. Dat duurt twee jaar en pas dan weet je wat je in handen hebt. We hopen dan ook dat het economisch aantrekt zodat fa-brikanten weer willen investeren. Als er geen interesse is, gaat het octrooi even op de plank. We zijn een klein bedrijf met tien werknemers. We hebben al flink geïnvesteerd, dat loopt ten einde. Een grote test op grote turbines kost enkele tonnen. Fabrikanten moeten de ontwikkeling overne-men.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Open vizier voor onverwachte oplossingen Het is logisch dat innovators technische obstakels op hun weg vinden. De kunst is om deze met open vizier tegemoet te treden. Nieuwe inzichten zijn zodoende voedingsbron voor nieuwe creatieve oplossingen. Eric Terry: ‘Het oorspronkelijke plan om grenslaagafzuiging te benutten voor betere prestaties van bestaande bladen of voor het opvangen van windstoten bleek niet levensvatbaar. Maar juist het nieuwe idee om goedkope dikkere bladen te ontwerpen die toch goed presteren is kansrijk. Zo gaat het vaak. Je moet dus niet angstvallig vasthouden aan je plannen, maar creatief omgaan met technische obstakels. Dan kun je vaak een sprong maken.’

Marktpartijen nodig voor marktsuccessen Om een innovatie met succes naar de markt brengen, is medewerking van fabrikanten onont-beerlijk. Eric Terry: ‘We leerden van onze ervaring met Ferrari dat samenwerking met een fabrikant enorme voordelen heeft. Zij hebben inzicht in de markt, ze beschikken over de juiste informatie en krijgen veel sneller de marktintroductie en financiering rond. Zonder ‘launching customer’ begin-nen we niet meer met deze stap. We hebben afgesproken dat Actiflow nog wel haalbaarheidsstu-dies uitvoert, maar geen enkele stap verder zet richting de markt zonder partner. Mensen met een technisch wetenschappelijke achtergrond blijven achter hun bureau zitten. Ze zijn bang voor ge-

100

heimhouding. Maar zo kom je niet verder. Je blijft dan in je eigen verhaal ronddraaien. Input van de markt is zó belangrijk. Daarom praten we veel met windturbinefabrikanten, dan krijg je toch input. Maar we merken dat je pas zeker kan zijn dat hun input echt goed doordacht is, als ze ook betalen. Het is namelijk voorgekomen dat fabrikanten zo maar wat zeggen om er van af te zijn. Het hoeven geen grote bedragen te zijn. Belangrijk is dat ze de drempel nemen, een klein bedrag betekent ook dat ze écht geïnteresseerd zijn. We concluderen dat er geld uit de markt moet komen voor succes-volle innovatie.’

Advies voor collega-innovators Wacht niet te lang met de praktijktoets en wees pragmatisch. Eric Terry: ‘Misschien zijn wij van-uit onze technische opleiding iets te theoretisch in aanpak. Onze luchtvaartingenieurs studeerden allemaal aan een technische universiteit. Daar leer je om eerst alles mooi gevalideerd op papier te zetten voor je iets gaat bouwen. Een andere aanpak is: “Kom, we bouwen het gewoon en dan gaan we daarna testen.” Dat is een iets pragmatischer aanpak. Als je dingen bouwt en ziet hoe het func-tioneert, leer je veel. Die praktijkervaring is goud waard. Bij windmolens is het nadeel dat je dan meteen enorme investeringen moet doen. Maar als advies zou ik toch willen meegeven: begin er gewoon aan! Veel mensen hebben interessante ideeën. Ondernemen is vooral dingen doen. Pro-beer pragmatisch te zijn. Probeer op een slimme en goedkope manier nieuwe dingen te doen. Lean and mean. En liefst met een marktpartij die ook betaalt.’

Opmerkelijk Wat is tot slot opmerkelijk in de ogen van Eric Terry? ‘Groene energie gaat goed zou je denken, maar toch blijkt dat het wegvallen van overheidssubsidies, samen met de financiële crisis en de toenemende concurrentie ervoor zorgt dat grote fabrikanten het moeilijk hebben. Zo is de aande-lenkoers van marktleider Vestas Wind Systems in één jaar tijd met driekwart gedaald, en zij zijn zeker niet de enige in deze markt die het moeilijk hebben. Daarnaast wil ik wijzen op de kansen die aerodynamica biedt voor tal van producten. Het is een eeuwenoud vakgebied, toch zijn er nog steeds innovaties mogelijk. Het aerodynamisch vormgeven van producten en systemen zoals wind-turbinebladen lijkt zijn top te hebben bereikt, maar met actieve systemen zoals luchtafzuiging en luchtuitblazing ontstaan er weer nieuwe mogelijkheden.’

Kerngegevens Projectnummers: NEOT03002 , NEOT06002 en KTOT03017 Projecttitel: Grenslaagafzuiging voor windturbinebladen Penvoerder: Actiflow Geïnterviewde: Eric Terry Website: www.actiflow.nl Telefoon: 040-2377528 Email: [email protected] Projectperiodes: mei 2008-februari 2009, april 2009 - april 2010, augustus 2010 - december 2013

» download eindrapport NEOT06002

http://www.actiflow.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/NEOT06002EINDOPEN.pdf

101

Doelstelling Inzicht krijgen in de haalbaarheid van een buigmomentarme windturbine met het doel om hier-mee de constructie van de windturbine lichter en goedkoper te maken. Frank Hagg: ‘Het onderzoek geeft inzicht in de kansen van deze technologie gezien vanachter de tekentafel. Ik heb uit nieuwsgierigheid na het project vast zelf een kleine testopstelling gebouwd. Het werkt perfect! De turbine gaat vanzelf schuiner staan als het hard waait en verdeelt zo mooi de krachten. Denk aan een palmboom die stormen trotseert door mee te buigen met de wind. Het opent de deuren naar een grote markt omdat je de molens op het water kan laten dobberen. Voor off shore toepassing biedt dat enorme voordelen.’

Technologie Innovy verkende in het haalbaarheidsonderzoek de mogelijkheden om de buigen aandrijfmo-menten van de rotor en de buigmomenten op de toren te verkleinen. Dit kan door de uitbalan-cering van krachten, gebruikmakend van wind en inertiaalkrachten. Om ook de buigmomenten ten gevolge van gewichten te minimaliseren en in balans te krijgen, is gekozen voor lichte dun-wandige elastische constructies, verstevigd door centrifugaalverstijving en goedkope sandwich-constructies. Bij het grotendeels wegvallen van de buigende momenten, moeten de turbine-constructie en de bladen nauwelijks op momenten maar hoofdzakelijk op krachten worden ontworpen. Deze krachten nemen toe met het kwadraat van de diameter, zodat de square-cube low grotendeels vervalt en fabrikanten de turbine economisch gezien tot grotere afmetingen kunnen opschalen. Om het buigmoment in de toren zo laag mogelijk te maken, wordt de toren elastisch uitge-voerd, zodat de toren door de winddruk scheef gaat staan en daardoor het buigmoment van-wege de winddruk lager wordt. Ook bij de torentop komt een scharnier, waardoor de rotortilt-hoek door de winddruk omhoog gaat en het buigmoment op de toren eveneens kleiner wordt. Door gebruik te maken van een pneumatische koppeling, wordt de rotor niet vanuit de naaf maar vanuit de bladtippen met hulprotoren aangedreven en is het aandrijfmoment bij de naaf zo goed als verdwenen, zodat er geen zware tandwielkast of direct drive generator nodig is. Hierdoor kan het gewicht van toren, gondel en rotor zeer licht zijn, waardoor het gewichtsmo-ment op de toren klein blijft en daardoor ten behoeve van de balancering van de windbelasting behoorlijk scheef kan staan (het principe van de palmboom, welke een orkaan kan weerstaan). De pneumatische koppeling wordt gerealiseerd door een Magnusrotor toe te passen met cilin-dervormige bladen, welke rond hun as draaien en worden aangedreven door kleine Darrieusro-toren op de bladtippen. De om hun as draaiende bladen realiseren dan de benodigde liftkracht middels het Magnuseffect, waarmee de rotor wordt aangedreven en vervolgens de kleine Dar-rieusturbines aan de tip. De omzetting naar elektrische energie vindt plaats middels sneldraai-ende generatoren, welke in de naaf door de ronddraaiende bladen worden aangedreven (enigszins het principe van de bestaande SpiralMagnus turbine, welke echter te langzaam draait om momentreducerende maatregelen te kunnen realiseren).

102

Integraal buigmomentarme windturbine, drijvend offshore verankerd als een dobber

Toegevoegde waarde Windturbines zijn nog duur. Er is vaak subsidie nodig om ze te kunnen plaatsen. Dit komt mede door de zware constructies en componenten om de zware buigmomenten en aandrijfkoppels over te brengen. Voor windparken komen er hoge plaatsingskosten bij van het grote aantal turbines die nodig zijn om een bruikbaar vermogen te realiseren. Dit dwingt de fabrikanten om steeds grotere turbines te bouwen. Die kampen echter met nog zwaardere buigmomenten. Dit komt door de ‘square-cube low’: het vermogen neem toe met het kwadraat van de diameter, de momenten echter met de derde macht. Hierdoor kosten grote turbines relatief meer en ver-dampt de besparing op de plaatsingskosten. Tot nu toe is er al veel onderzoek verricht om de constructie van windturbines lichter te maken door de belastingen op de constructie te verlagen. De gebruikte methodes verlagen buigen torsiemomenten door belangrijke krachten in balans te brengen met andere krachten of door de richting van de krachten te veranderen zodat de arm verkleint die de momenten veroor-zaakt. Op de toepassing van structureel flexibele bladen en hulprotoren na, hebben deze me-

ankerpaal of verankerde balast

trekstang

torenvoetpendelscharnier

stangscharnier

tophoek

torentilt

torentopscharnier

rotortilt

drijvende toren

Magnusblad

Darrieus hulprotor

Naaf met ingebouwde generatoren incl. klap en zwaai scharnieren

waterdiepte x

103

thodes niet tot commerciële toepassing geleid of zijn alleen toepasbaar gebleken voor kleine windturbines. De grootste problemen zijn vooral de zogenaamde off-design toestanden, waarbij belastingen niet verlaagd worden onder extreme omstandigheden, zoals een snelle verandering van wind-richting of een extreme windvlaag. De stabiliteit bij extreme omstandigheden en het gedrag bij stilstand en bij opstarten veroorzaakte ook problemen. Om dit te vermijden, bekeek de onderzoeker de belastingsreductie integraal en gebruikte sys-temen die van nature stabieler en betrouwbaarder zijn, zoals de pneumatische koppeling en de Magnusrotor, welke geen stall kent en niet op hol kan slaan vanwege de grote weerstand, wel-ke optreed bij overtoeren. Tevens is er maar een klein koppel nodig om de rotor af te remmen en zijn er vier onafhankelijke generatoren, welke het afremmen moeten realiseren. De flexibele toren reduceert het kruimoment sterk, de turbine kruit passief met de wind mee zodat geen krui-inrichting nodig is. Is de windsnelheid laag, dan staat de toren bijna vertikaal en de rotoras bijna horizontaal: een ideale situatie om zo veel mogelijk wind te vangen. De hele constructie moet wel integraal licht ontworpen worden, inclusief de keuze van de materialen en de syste-men. Vooral voor offshore turbines zal het reduceren van het torenbuigmoment en het constructie-gewicht een grote kostenbesparing opleveren op de dure zeefundatie. Offshore funderen van molens kan dan met een goedkoop drijflichaam, verankert op de zeebodem. Met deze methode is de diepte van de zee minder van belang. Dit vergroot het mogelijke plaatsingsgebied enorm.

Resultaten Verschillende buigmomentverlagende concepten zijn bekeken en op haalbaarheid onderzocht:

Het optimale concept naar performance, kosten, levensduur, montage en onderhoud.

De aerodynamische vormgeving die bij toepassing van een pneumatische koppeling er voor moet zorgen dat zo min mogelijk verliezen optreden.

Hoewel het rendement vanwege de Magnusrotor dertig procent minder is dan van een conventionele turbine, is vanwege de goedkope constructie de prijs/prestatie twee maal beter en de kWh prijs twee maal lager.

De stabiliteit en de materiaalkeuze van de dunwandige constructies.

De economische haalbaarheid door de kosten in te schatten en de opbrengsten te bepalen bij verschillende windklimaten.

De aero-elastische stabiliteit van de redelijk slappe constructies.

De stabiliteit van de passieve regelingen en beveiligingen. De onderzoeker concludeert dat de balanced force turbine het mogelijk maakt om kosteneffec-tieve windturbines te bouwen, welke zonder subsidie kunnen concurreren met conventionele energiecentrales. Vooral voor offshore en ver buitengaats is de lichte drijvende turbine aantrek-kelijk, ook vanwege de goedkope installatie en transport naar de locatie.

Vervolgactiviteiten Er is nog geen vervolgproject geïnitieerd. Wel hebben marktpartijen interesse getoond in de technologie.

104

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off De technologie is nog niet uitontwikkeld. Een volgende stap zou een ‘proof of principle’ zijn op een vijf meter schaal. Vervolgens dient de eerste commerciële ontwikkeling op een vijfentwintig meter schaal te beginnen voor de markt van kleine rurale omwoners en industrieën. Met deze ervaring kan dan de stap gezet worden naar de honderd tot tweehonderd meter schaal. Op lange termijn zouden de turbines zelfs opgeschaald kunnen worden naar vierhonderd meter of groter (>75 MW). Vanwege de plaatsingsmogelijkheid bij grote waterdieptes (> 400 m) is het plaatsingspotentieel zeer groot. Uiteindelijk zou windenergie zo meer dan tien procent van de primaire energie kunnen opwekken. Onderdelen van de techniek kunnen overigens ook worden toegepast voor de verbetering van conventionele turbines en voor zeilboten, ultra light vliegtuigen en bijvoorbeeld tijdelijke bouw-constructies. Frank Hagg: ‘Het is niet eenvoudig om je met een nieuw product in een bestaande markt te vech-ten. Het is makkelijker om het rendement van een bestaand product een paar procent te verbete-ren. Ik moet het als kleine innovator hebben van mijn uitvindingen en dit idee blijkt helaas niet octrooibaar. Het is lastig in deze sector; er zijn zoveel uitvindingen. Voor de stap naar de markt moet je met een grote turbine gaan testen, daar is echt een fabrikant voor nodig. Het is een kip-ei probleem. Twintig jaar terug was iedereen aan het pionieren, toen had het gekund. Het is net als met de stoommachine. Ook al was de stoomturbine veel beter, toch bleek de stoommachine lastig in te halen want die had de markt al veroverd. Je moet je met nieuwe technologie echt invechten om een plek te krijgen. Twintig jaar geleden had dit concept gewonnen. Nu is financiering lastig omdat het een heel nieuw product is met alle bijkomende risico’s. De industrie is voorzichtig gezien de marktomstandigheden.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Op het verkeerde been gezet Frank Hagg: ‘Een octrooigemachtigde verrichtte een ‘search’ en concludeerde dat het idee op twee punten octrooibaar is. Dat bleek later helaas niet te kloppen. Voor een patent moet een idee nieuw, inventief en industrieel produceerbaar zijn. Het is lastig om aan deze drie eisen tegelijkertijd te voldoen. Ons idee is wel nieuw maar niet inventief genoeg. Ik schrijf tegenwoordig liever zelf de octrooiaanvraag en dan zie ik na een jaar of het octrooibaar is. Zo vermijdt je kosten aan het begin van het traject. Nadeel is dat je als technisch specialist het juridisch minder goed opschrijft, dat kan in latere fasen problemen veroorzaken.’

Voet tussen de deur Zonder octrooi is de kans kleiner dat marktpartijen fors willen investeren in de volgende stap. Dat is jammer. Uiteindelijk is de praktijk de beste leermeester en zal iemand het lef moeten hebben om een grote turbine te bouwen met de nieuwe technologie. Tijdens dat proces ver-werft deze innovator meestal een reeks patenten die veel meer waard zijn dan het eerste pa-tent. Frank Hagg: ‘Het eerste octrooi is een voet tussen de deur. Je publiceert het zodat andere markt-partijen er niet aan beginnen. Dat geeft je de voorsprong om het idee verder te ontwikkelen. In mijn vorige functie als ideeënman van Stork heb ik dat zo vaak gezien. In de praktijk ontdek je pas de echte problemen. De oplossingen hiervoor zijn vaak patenteerbaar. En die patenten hebben meer waarde dan het eerste patent. Denk bijvoorbeeld aan de condicycloon, ook wel twister ge-

105

noemd. Daarmee kun je giftige gassen uit een gasmengsel halen. De klant van Stork verkreeg de bruikbare patenten pas na praktijktesten. En veroverde zo de markt. Wat leren we hiervan? Als een turbinefabrikant het lef heeft om de keiharde praktijk los laat te laten op ons idee, weet ik zeker dat daar waardevolle patenten uitrollen. De vraag is: wie durft?’

Advies voor collega-innovators Het is aanbevolen om te beginnen met een uitgebreid nieuwheidsonderzoek, betreffende nieuwheid, inventiviteit en maakbaarheid. Na eerst zelf op het internet op patenten sites onder-zoek te hebben gedaan, kan vervolgens bij het NL Octrooicentrum van Agentschap NL goed-koop een uitgebreider nieuwheidsonderzoek worden uitgevoerd. Vanuit dit onderzoek kunnen eventueel de ideeën worden verbeterd en aangepast. Vervolgens dient met eenvoudige analyses de functionele en technische haalbaarheid te wor-den onderzocht, waarbij vooral de harde praktijk moet worden beschouwd (off-design omstan-digheden en ontwerprisico’s). Ook zijn eenvoudige praktijktestjes met schaalmodellen aanbevo-len. Als dan de economische haalbaarheid kan worden aangetoond, kan worden gedacht aan een octrooi en het zoeken naar financiering. Hiervoor is een goede presentatie essentieel, het liefst met een schaalmodel of animatie, waarmee de werking duidelijk is aan te tonen.

Opmerkelijk Met een modelletje van vijf euro is een eerste functionele test gedaan, door twee flying Dutch-mans (een Magnus vlieger) te kopen en van de een de linker vleugel met de rechter vleugel van de ander te verwisselen. De vlieger ging toen als een windturbine ronddraaien en werd toen de gewenste zwevende windturbine met een veel groter gecreëerd aanstroomoppervlak. Vanwe-ge de zeer elastische ophanging gingen de vleugels bij harde wind doorbuigen als bij een palm-boom en werd daardoor nog steeds ronddraaiend, stormbestendig. Door het vliegertouw te vervangen door een hengel bleef de vlieger ook bij lage windsnelheid in de lucht en hoefde niet te worden opgelaten om te starten. Hierdoor was de vlieger ook zelf-kruiend en was vanwege de doorbuigende hengel net als bij een palmboom de gehele turbine stormbestendig.

Kerngegevens Projectnummer: NEOH04010 Projecttitel: Kosteneffectieve buigmomentarme windturbine haalbaarheidsstudie Penvoerder: Innovy Geïnterviewde: Frank Hagg Website: www.innovy.nl Telefoon: 072-5124505 Email: [email protected] Projectperiode: juni 2010 – augustus 201o


http://www.innovy.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/NEOH04010EINDOPEN.DOC

107

Doelstelling Het ontwikkelen van een nieuwe generatie ontwerpgereedschappen voor de bouw van grote, betrouwbare en goedkope offshore windturbines.

Technologie Software en rekenmodellen om windturbines te ontwerpen, schoten tekort. Fabrikanten bou-wen steeds grotere windturbines met nieuwe materialen. Windparken, met name op zee, tellen steeds meer windturbines. Park-aerodynamica waarmee de onderlinge beïnvloeding van turbi-nes wordt voorspeld wordt belangrijker. Zelfs windturbineparken onderling beïnvloeden elkaar. Het berekenen van die invloeden is moeilijk maar essentieel om de doelstellingen van de over-heid en EU te kunnen bewerkstelligen. Betrouwbaarheid van deze grote windturbines en wind-parken is in de toekomst immers belangrijk voor balans in het elektriciteitsnetwerk. Er waren al losstaande tools beschikbaar voor het ontwerpen van rotorbladen, simulaties van het gedrag van windturbines onder wisselende omstandigheden en het bepalen van de belas-tingen op de componenten van de windturbines. In het INNWIND project is software ontwikkeld waarmee de bestaande ontwerptools van uit één programma aanstuurt. Dit programma, FO-

CUS6, is zodanig opgezet dat het eenvoudig is om nieuwe ontwerptools of informatie, zoals materiaaldatabases toe te voegen en te gebruiken. Het gaat om de kennis waarmee zeer grote, betrouwbare en efficiënte windturbines van 5 MW tot 10 MW kunnen worden ontworpen, in-clusief het detailontwerp van componenten als rotorbladen, toren en fundatie. Vijf speerpunten zijn benoemd in het INNWIND project en spelen een belangrijke rol bij deze technologie:

Concepten en componenten.

Aero-elasticiteit (aerodynamica en constructiedynamica).

Materialen en constructies.

Modelontwikkeling en realisatie van een integrale ontwerpomgeving.

Ontwerpvoorschriften.

Toegevoegde waarde Met de nieuwe kennis en tools in handen, kunnen fabrikanten windturbines ontwerpen in een kortere time to market die tevens goedkoper zijn, betrouwbaarder zijn en beter presteren. Fa-brikanten/Ontwerpers krijgen de beschikking over een instrument om optimale turbines te ontwerpen met minder kans op fouten.

Resultaten Het project leverde nieuwe inzichten over de belastingen die optreden bij multi-megawatt-windturbines, het materiaalgedrag en de betrouwbaarheid van zowel de rotorbladen als de gehele windturbine. Het team onderzocht nieuwe materialen voor rotorbladen, met betere specifieke eigenschappen zoals sterkte over massa verhouding en die recycling aan het einde van de levensduur vereenvoudigen. De nieuwe materialen zijn vooral vezelversterkte kunststof-fen. Het software pakket FOCUS6 integreert de nieuwe kennis en reeds beschikbare tools in een gebruiksvriendelijke omgeving. De fabrikant kan ook eigen tools op een eenvoudige manier aan

108

FOCUS6 toevoegen. Het ontwerpproces van windturbines verloopt zo met meer efficiency en betrouwbaarheid. Het project leverde dus niet alleen nieuwe kennis en inzichten op, maar ook een sterk verbeter-de release van het direct toepasbare softwarepakket FOCUS6 om nieuwe turbines te ontwerpen. Bernard Bulder: ‘Het softwarepakket ligt me dicht aan het hart. Tientallen fabrikanten en ontwer-pers gebruiken het. Dat is veel want er zijn niet zoveel spelers op deze markt. We hadden al tools om simulaties te maken met wisselende windcondities en golfcondities. In rotorbladen moet je kijken wat de belasting is, waar de zwakke plekken zitten in de constructie. Het was complex met allemaal losse tools. Nu is al deze expertise in één pakket samengebald. En dan kan de fabrikant ook nog zijn eigen tools er aan hangen. Er zijn goede resultaten geboekt met ontwerpen voor smart rotorbladen. Het werkt!’

Vervolgactiviteiten Volgens het oorspronkelijk plan zou het project vier jaar langer duren. Door de introductie van de TKI’s is de financiering vanuit EOS-LT gestopt. Wel zijn er vervolgprojecten gestart in Euro-pees verband. Daarnaast blijven ECN en kc-WMC3 het software pakket Focus doorontwikkelen. Bernard Bulder: ‘Het materialenonderzoek is uitgegroeid tot een Europees en wereldwijd onder-zoek in een nieuw samenwerkingsverband. Er zijn onderzoeken gaande waarin nieuwe rotoren worden ontwikkeld die nog flexibeler zijn en waarin smart technieken worden toegepast om ro-torbladen flexibeler te maken en beter regelbaar met behulp van synthetic jets. Dat is behoorlijk succesvol. Er komt een nieuw EU Programma met de naam INNWIND, Smartrotor toepassingen zijn daarin ondermeer een speerpunt. En ook heel belangrijk is aanpassing van de ontwerpvoorschrif-ten, oftwel ‘design standards’. Als nieuwe expertise hier niet inkomt, is de kans veel kleiner dat ontwerpers deze marktbreed toepassen. De International Electrical Comity is verantwoordelijk voor de nieuwe design standards.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Doordat de turbinefabrikanten de nieuwe kennis en de ontwerptool gebruiken, zijn nieuwe turbineontwerpen beter. Bernard Bulder: ‘Het is niet een effect van het INNWIND project alleen, maar je ziet dat de markt verder gaat met kennis ontwikkeld in het INNWIND project. Het smart rotor concept, waarin een promovendus bij de Universiteit van Twente heeft gewerkt aan synthe-tic jets, heeft bijgedragen aan nieuwe ontwikkelingen voor lichtere rotoren voor grotere windtur-bines. Daar zijn we in Nederland mee gestart en er is nu veel interesse hiervoor, hoewel de eerlijk-heid gebiedt te vermelden dat er ook aan andere smart rotor concepten worden gewerkt.

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen De praktijk is de beste leermeester Bernard Bulder: ‘De materialenstudie was bij uitstek een experimenteel onderdeel. Echter in ande-re projectdelen was, in het oorspronkelijke plan, vooral sprake van computerstudies, echter op advies van de stuurgroep zijn er aanpassingen in het programma doorgevoerd om vroegtijdig nieuwe ontwikkelingen experimenteel te valideren. Hiermee voorkom je dat je lang achter een idee aan gaat dat in de praktijk niet uitvoerbaar blijkt.’

3 Kenniscentrum Windturbine materialen en constructies

109

A journey of a thousand miles starts with a single step Bernard Bulder: ‘Ons projectvoorstel baseerden we op de visie dat de trend naar grotere turbines steeds meer zou vergen van de ontwerper. Dat was een goede visie. Turbines met een rotordiame-ter van honderdtwintig meter zijn nu al verkrijgbaar, er wordt gewerkt aan windturbines met ro-tordiameters van meer dan honderdzestig meter. Dat vraagt om slimme en innovatieve oplossin-gen. We bouwden het plan vervolgens op uit behapbare stappen die je kunt overzien. Dit is belang-rijk om het risico te dempen. Het kaartenhuis mag niet meteen instorten als er een kaart uitvalt. Hierdoor hebben we toch een goed eindproduct ook al zijn we halverwege de rit gestopt.’

Advies voor collega-innovators Continuïteit van financiering is cruciaal. Bernard Bulder: ‘Maak goede afspraken over de financie-ring van het plan tot aan de oplevering. Zoek op tijd naar nieuwe financieringsbronnen als het niet lukt om de begroting in een vroegtijdig stadium rond te krijgen.’ Het is bovendien belangrijk om naar de markt te luisteren voordat je het plan ontwikkelt. Het project INNWIND is pas opgetuigd na een intensieve gespreksronde met de internationale wind-industrie. De onderzoekers wilden zodoende tot een eindresultaat komen met een grote kans op daadwerkelijke toepassing. Dat is gelukt. ‘We hebben in het verleden ook projecten opgele-verd die de markt niet direct met open armen ontving. We willen dat onze expertise wordt toege-past. Om dat te bereiken, moet je beginnen met luisteren. En inzicht hebben in de factoren die de toepassing van expertise beïnvloeden. Daarom is het belangrijk om de nieuwe kennis ook in te bedden in de “design standards”.’

Opmerkelijk In een promotieonderzoek aan de Universiteit Twente, uitgevoerd door Hein de Vries, is onder-zoek gedaan aan synthetic jets is er door ECN een patent aangevraagd en verkregen zodat toe-komstige ontwikkelingen op dit gebied ook voor ECN zijn beschermd. Synthetic jets is een methode waarmee de stroming om een rotorblad kan worden beïnvloed om de eigenschappen van een rotorblad naar wens aan te passen. Hiermee kan de rotorbelas-tingen worden verlaagd terwijl de opbrengst niet wordt aangetast of zelfs verbeterd.

Schematische weergave van

een synthetic jet in zuig

(links) en blaas (rechts)

fase.

Snelheid verdeling van de stroming om een NACA 0018 vleugelprofiel met een

synthetic jet actuering op de achterrand

Snelheidsverdeling bij de achterrand

van het profiel

Close-up van het gebied rond de jet

opening.

110

Kerngegevens Projectnummer: EOS LT07001 - 09001 Projecttitel: INNWIND: Innovatie in Ontwerpkennis Windconversie Offshore Penvoerder: Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) Partners: TU Delft (DUWIND; Delft University Wind energy research Institute) en WMC

(Kenniscentrum Windturbine Materialen en Constructies) Geïnterviewde: Bernard Bulder Website: www.innwind.nl Telefoon: 0224-564102 Email: [email protected] Projectperiode: 2006 – december 2010


http://www.innwind.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/EOSLT08001OPENSAMENVATTING.pdf

111

8.1 Overzicht afgeronde projecten Zon PV - eindrapport beschikbaar

Titel Aanvrager Naam Start Einde Referentie

Innovatief renoveren met pvt Stichting Woonwaard Noord-Kennemerland

nov-06 dec-09 DEMO01018

Flexibele zonne-energie Helianthos aug-07 dec-11 DEMO07015

Czeers MK1: Compromisloze duurzaam-heid.

Czeers Solarboats mei-07 nov-11 DEMO08024

» Hi-Rase (High-Rate deposition of Amor-phous Silicon using RF modulated Expand-ing thermal plasma)


jun-05 feb-10 EOSLT01006

Ultra low cost PV Energieonderzoek Centrum Nederland

mei-05 feb-09 EOSLT01013

High deposition rate micromorph cell in a powder free regime on a large area

Universiteit Utrecht aug-05 mei-10 EOSLT01035

Silicon base superlattices with spectrum selective abosorbers (SELECT)


jan-06 feb-11 EOSLT02028

QC Passi (Quantum Cutting and Pas-sivation for Back-Contacted Hetero-junction Cells)



Zonnecellen van Organische Multi-juncties met hoog EnergieRendement (ZOMER)

Rijksuniversiteit Groningen

aug-06 aug-10 EOSLT03026

Zeldzame-aard gedoteerde silicium nitri-des: een nieuwe klasse spectrale conver-sie materialen t.b.v. rendementsverhoging van silicium zonnecellen


jan-06 jun-10 EOSLT03028

AURORA Scheuten Solar Holding apr-06 mrt-08 EOSLT04027

» Light management in thin-film solar cells

(LIGHT-IN)


jan-07 aug-11 EOSLT04029

Thin Film Solar Cells on Paper Universiteit Utrecht jul-06 jul-10 EOSLT04030

» Efficient areal organic solar cells via

printing (PowerPlastic)


jul-08 dec-10 ERAPV01005

In-line depositie oven Smit Ovens nov-08 mei-10 KTOH01031

Hoger rendement zonnecellen door efficiënt gebruik van licht

Solar-Excel jun-09 mei-10 KTOH02029

De Zink Waterstof Peroxide Zonnebatterij Dr. Ten jul-09 dec-09 KTOH02042

112

Kunststoffen voor Zonnepanelen Solinso jun-10 apr-11 KTOH03009

PV-GIDS Solar Electricity Deve-lopment

okt-10 mei-11 KTOH03012

Hoog efficiënt en goedkope amorf silicium zonnecellen

Om&T okt-08 sep-11 KTOT01028

PVTE hybride: verhoging van het rende-ment van fotovoltaïsche modules door toepassing van thermoelektrische materi-alen

Universiteit Utrecht okt-07 jun-08 NEOH02007

Import van Duurzame Energie uit de Sahara (IDES)

KEMA Nederland jan-09 dec-09 NEOH03017

Low cost solar panel using Micro Line Concentrator

M.H. Mensink Beheer jul-09 jul-10 NEOH04002

A new design concept for Static Concentrated PV

Gelanus jul-09 dec-09 NEOH04011

Testopstelling SunCycle SunCycle Technology sep-06 sep-07 NEOT01002

Onderzoek Small Bandgap Oxides voor betere benutting lichtspectrum bij fotoka-talytische watersplitsing

Spyke Solar Cells okt-06 jun-08 NEOT01003

CIS-FEC Advanced Surface Technology

jan-07 mei-08 NEOT01007

A novel 3-dimensional solar cell design with self-aligned, ordered Carbon Nano-tubes in combination with a Dye

Universiteit Utrecht sep-07 okt-09 NEOT01017

Onderzoek zonnecel met geïntegreerde energieopslag voor decentrale energie-opwekking in bebouwde omgeving

Nano Energy Europe sep-07 dec-08 NEOT02012

Onderzoek verhoging rendement zonne-cellen door up- conversion van energie uit zonlicht in Multi Intermediate Bandgap zonnecel (MIB-UC)

Advanced Surface Technology

jul-07 dec-08 NEOT02013

Reversed electron transfer for organic photovoltaic devices


okt-08 dec-09 NEOT03013

Onderzoek naar TiO2-nanotube-gestructureerde PV zonnecellen: zeer snelle afvoer van gevormde elektronen en gaten (nanotubebed zonnecel-project)

Advanced Surface Technology

nov-07 apr-09 NEOT03018

An elegant enhancement scheme for thin-film solar cells

Universiteit Utrecht sep-08 aug-10 NEOT04002

Nieuwe Elektrochemische Silicium Deposi-tietechnologie: een oplossing voor goed-koop silicium en dunne laag zonnecellen

Dr. Ten jan-09 jun-11 NEOT05010

Onderzoek naar Transparante CIS zonne-cellen voor toepassing op daken kassen

Thin Film Factory nov-08 okt-10 NEOT05011

Nano-concentrator zonnecellen Technische Universiteit Eindhoven

aug-09 jul-11 NEOT06003

113

Doelstelling De verhoging van het omzettingsrendement van dunne-film silicium zonnecellen door het ont-wikkelen en toepassen van geavanceerde lichtmanagementtechnieken om optische verliezen zoals parasitische absorptie in het metallische achtercontact te voorkomen. Miro Zeman: ‘Wij werken met silicium dunne-film zonnecellen. De silicium lagen in zonnecellen zijn inmiddels écht heel dun. Dun is belangrijk omdat je daarmee veel silicium materiaal kan besparen en de productie aanzienlijk kan versnellen. Als het materiaal almaar dunner en dunner wordt, ab-sorbeert het minder licht, dat is logisch. We staan voor een dilemma: hoe kunnen we nóg dunnere film gebruiken en toch veel energie omzetten in elektriciteit. We verzinnen daarom allerlei trucjes om het licht te vangen. Het vakgebied heet ‘light management’, in dit project richtten we ons vooral op ‘light trapping’ technieken. Met andere woorden: licht vangen in de absorptielaag.’

Technologie Om het rendement van een zonnecel te verhogen, passen onderzoekers technieken toe die ervoor zorgen dat zoveel mogelijk zonlicht de cel binnenkomt en daar blijft totdat het is omge-zet in elektriciteit. Op dit gebied is nog winst te boeken: er ‘ontsnapt’ nog altijd veel licht uit de cel. In dit project zijn nieuwe ideeën uitgewerkt voor dunne-film zonnecellen van silicium. Er werden al speciale reflectielaagjes aangebracht tussen de halfgeleiderlaagjes en om specifie-ke texturen op de substraten van de zonnecellen. Deze laagjes zorgen voor een maximale ver-strooiing, waardoor de cel zoveel mogelijk licht kan absorberen en vermijden dat er invallend licht uit de zonnecel ontsnapt. Deze lichtverstrooiingstechnieken verhoogden de rendementen fors. Desondanks is er nog een groot potentieel voor verdere verbetering. Het team ontwikkelde en onderzocht twee nieuwe benaderingen voor lichtmanipulatie. De eerste is gebaseerd op golflengte-specifieke manipulatie van reflectie en transmissie van licht op de scheidingsvlakken van de verschillende lagen in een zonnecel. De tweede benadering richt zich op hoekselectieve manipulatie van het licht dat wordt verstrooid op ruwe scheidings-vlakken.

Toegevoegde waarde Absorptielagen op basis van de nieuwe technologie kunnen vijftig procent dunner worden dan bestaande. Dat scheelt de helft in de productiekosten van modules en dus ook in de milieube-lasting bij de productie en in de afvalfase. Tegelijkertijd zou het omzettingsrendement van dun-ne-film zonnecellen op basis van silicium kunnen toenemen met relatief dertig tot veertig pro-cent.

Resultaten Miro Zeman: ‘We toonden aan dat substraten met periodische ruwe oppervlakken het licht beter verstrooien en dat we zo licht beter vangen. Dit leidt tot een fors hoger rendement.’

114

De onderzoekers bekeken de beïnvloeding van lichtbundels met behulp van fotonische kristal-achtige structuren en met verstrooiingsrasters, "diffraction gratings". Vervolgens maakten zij een aantal van deze structuren en rasters en karakteriseerden deze. De fotonische kristalachti-ge structuur is opgebouwd uit dunne lagen van twee materialen met verschillende optische eigenschappen die op elkaar gestapeld zijn. Ook werden periodische verstrooiingsrasters (“dif-fraction gratings”) onderzocht. Het project leverde een getest ontwerp op van procestechno-logie om 1-D dielectrische fotonische kristallen te produceren met de gewenste eigenschappen.

Vervolgactiviteiten Het onderzoek was zeer succesvol en de vakgroep gaat zeker door op de ingeslagen weg. Miro Zeman: ‘Dit was een eerste stap. We zijn hard aan het werk. In deze eerste stap toonden we aan dat zonnecellen op onze substraten een hoger rendement hebben. Nu gaan we dit verder ontwik-kelen en optimaliseren. Daarbij werken we samen met Hyet Solar, voorheen Helianthos. We hebben nieuwe ideeën over het “modulated surface texture”. We willen verschillende gradaties van ruw-heid met elkaar combineren. We beginnen met hoge ruwheid, dan een iets lagere, dan een nog lagere ruwheid. Zo creëer je verschillende vormen op het oppervlak en beïnvloedt je verstrooiing. Verstrooiing hangt immers af van de mate van ruwheid, verschillende golflengtes reageren anders op verschillende features van het substraat. We willen zo een breed mogelijk deel van het zonne-spectrum verstrooien, daar werken we aan.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off De onderzoeksresultaten hebben de belangstelling van de internationale wetenschappelijke wereld en het bedrijfsleven gewekt. Miro Zeman: ‘Er is veel interesse, veel onderzoeksgroepen kijken er naar. Wij zijn voorlopers op dit gebied, het is nu hot topic in het veld. Onze groep pres-teert totnogtoe het beste wereldwijd; door het project zijn we doorgestoten naar de wereldtop. Ik krijg verzoeken om keynote speeches te houden op internationale conferenties; ik heb net mijn ‘twenty four minutes of fame’ ervaren door te presenteren op de grootste conferentie over dit onderwerp. We hebben met een Zwitsers instituut onderzoek gedaan, we hebben met bedrijven als United Solar en Kaneka contact. We zijn in een stroomversnelling terecht gekomen.’ Welke effecten worden voorzien in de nabije toekomst? Miro Zeman: ‘Het komt zeker op de markt, deze technologie. De bottleneck is nu om het op te schalen. Onze partner OM&T ontwikkel-de de technologie oorspronkelijk voor cdtjes. De grote vraag is: hoe creëer ik zo’n structuur op een groot oppervlak? Wij leverden het proof of concept. Ik heb gehoord dat bedrijven er mee bezig zijn. Als universiteit hebben we niet de middelen voor opschaling. Zo hoort het ook: wij tonen het aan op kleine schaal; bedrijven pakken het vervolgens over om de technologie door te ontwikkelen voor industriële schaal. Dat vind ik leuk!’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen De juiste mix Miro Zeman: ‘Dit was het meest succesvolle project uit mijn carrière, het was een perfect onder-zoek. We hebben zelfs meer bereikt dan gepland en kregen ook nog nieuwe veelbelovende ideeën. Bijvoorbeeld om naar een “modulated surfuce texture” te gaan, dat gaat een stap verder dan peri-odisch. Het is na twee jaar nog steeds een belangrijk onderwerp in de community en wij hebben het geïnitieerd. Daar ben ik trots op! Wat moet je doen, om zo veel succes te hebben? Succes is een combinatie van veel factoren. Een goed bedacht voorstel, daar begint het mee. Goede timing. Een goed team. OM&T had de technologie. ECN en Helianthos pasten het toe op zonnecellen. En de universiteit werkte met succes op fundamenteel niveau aan het proof of concept. Ik was altijd ge-

115

lukkig met de mensen in ons team. Al jaren hebben we een goede sfeer. Het hangt sterk af van de mensen die het uitvoeren. We hadden ook een heel goede promovendus en postdoc aan boord, dat speelt ook een belangrijke rol.’

Ideale combinatie van creativiteit, theorie en praktijk Miro Zeman: ‘Het begint met het idee. Dat hebben we heel goed ingeschat, we dachten “dit gaat over paar jaar heel belangrijke rol spelen”. En dat klopt. Je kunt er ook naast zitten. Door het pro-ject behoort onze groep nu tot de wereldtop. We kregen vervolgens inzicht in de verschillen tussen random en periodische structuren door eerst simulaties uit te voeren en vervolgens de zonnecellen écht te bouwen. Dat was de sterke kant van ons team: simuleren én maken. Dat versterkt het enorm. Het gezegde luidt toch ook: “The proof of the pudding is in the eating”. We hebben aan kunnen tonen dat het echt werkt in de praktijk, op labschaal.’

Advies voor collega-innovators Een goed plan is het halve werk. Miro Zeman: ‘Het is heel belangrijk om het voorstel goed op te schrijven. Het moet vanaf het begin duidelijk zijn waar het over gaat. Ik vond het goed dat Agent-schap NL eiste dat we de planning en uitvoering zo goed mogelijk omschreven. Dat is de basis. Een goed idee, een goede beschrijving van de activiteiten en een goede planning. En natuurlijk goede mensen!’

Opmerkelijk De promovendus Olindo Isabella heeft een prijs gekregen voor zijn werk in het project. De

wetenschappelijke commissie van de European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition kende de prijs aan hem toe voor ‘the most outstanding student research work in the field of Thin Film Solar Cells’.

Miro Zeman: ‘Veel innovatieprojecten hebben nu een looptijd van minder dan één jaar. Dat is voor ons te kort. We kunnen niet in één jaar een idee onderzoeken via simulaties én het pro-duct bouwen én het testen om aan te tonen dat het in de praktijk werkt. Bedrijven hebben een kortere tijdshorizon dan universiteiten. Maar dit soort langdurige projecten maakt nu net het verschil op internationaal niveau. Dus het zou zonde zijn als dat niet meer mogelijk is. Ons project leidt tot een proof of principle van nieuwe technologie, veel publicaties en veel inter-nationaal aanzien. Vakgenoten zijn trots op ons. En bedrijven staan te popelen om het toe te passen.’

Kerngegevens Projecttitel: Light management in thin-film solar cells (LIGHT-IN) Projectnummer: EOSLT04029 Penvoerder: TU Delft, DIMES Partners: ECN, Nuon Helianthos, Optical Media & Technology (OM&T), Moser Baer Geïnterviewde: Miro Zeman Website: www.ectm.et.tudelft.nl Telefoon: 015 2782409 Email: [email protected] Projectperiode: september 2007 – december 2010

» download eindrapport » download presentatie Miro Zeman

http://www.ectm.et.tudelft.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/EOSLT04029EINDOPEN.doc.pdf

https://dl.dropbox.com/u/2662922/EOSLT4029_2012_EUPVSEC_Zeman.pdf

117

Doelstelling Het leveren van bouwstenen om organische zonnecellen met voldoende vermogen te kunnen produceren via druktechnieken met inktjetprinters.

Technologie Polymere zonnecellen met een of twee actieve lagen, die eenvoudig te produceren zijn, ston-den centraal in het onderzoek. De onderzoekers printten enkele en dubbele junctie polymere zonnecellen met een inkjet. Daarnaast werkten ze aan een experimenteel gevalideerd en gepa-ramateriseerd zonnecelmodel dat de belangrijkste karakteristieken van de zonnecel kan be-schrijven.

Toegevoegde waarde Deze onderzoeksonderwerpen hebben een hoog innovatieperspectief en unieke meerwaarde voor Europa. Indien succesvol kunnen nieuwe markten ontstaan voor Europese high-tech indus-trie waarmee Europa een leidende rol kan nemen op het gebied van geprinte elektronica en zonnecellen. Het streven is om cellen te ontwikkelen met een rendement hoger dan tien pro-cent op grote oppervlakken vanaf een vierkante meter.

Resultaten Het team ontwikkelde nieuwe materialen voor enkele junctie zonnecellen met een rendement van zes procent na uitvoerige optimalisatie van de procesparameters en depositiecondities. Met inktjetprinten is een rendement van vijf procent bereikt. Wat betreft de optimalisatie van cellen en de ontwikkeling van nieuwe celconcepten boekten de onderzoekers vooruitgang. De beste tandemcellen hadden een rendement van boven de zes procent. De ontwikkelde technieken zijn nu alleen nog geschikt voor kleine oppervlakten. Voorts ontwikkelde het onderzoeksteam nieuwe methoden die het mogelijk maken om de wer-king van de cellen nader te bestuderen en de materialen beter te karakteriseren. Defecttoe-standen in organische zonnecellen zijn onderzocht met impedantie spectroscopie. Nieuwe ex-perimentele en numerieke karakteriseringsmethoden gebaseerd op de foto-CELIV zijn ontwik-keld die het mogelijk maken om relevante materiaalparameters te bepalen uit de karakteristie-ken van de polymere zonnecellen. Met de verbetering van de rendementen is de toepassing van polymere zonnecellen in consumentenelektronica en op langere termijn als grootschalige bron van hernieuwbare energie een stap dichterbij gekomen.

Vervolgactiviteiten Als vervolg op het project heeft de Technische Universiteit Eindhoven samen met het Holst Centre, ECN en Imec het samenwerkingsverband Solliance opgericht. Solliance is gericht op onderzoek en ontwikkeling van dunne-film zonnecellen (PV) in de ELAT-regio (Eindhoven-Leuven-Aken). De ambitie van Solliance is het versterken van de positie van de regio als een wereldspeler in dunne film PV. Solliance creëert synergie tussen meer dan tweehonderdvijftig onderzoekers. De betrokken partijen maken gezamenlijk gebruik van state-of-the-art infrastruc-

118

tuur, afstemming van onderzoeksprogramma's en nauwe samenwerking met het zonne-bedrijfsleven. Solliance wordt ondersteund door de Nederlandse provincie Noord-Brabant. Inmiddels werkt de TU/e aan twee vervolgprojecten waaronder het Europese project X10D dat Imec coördineert. Het streven is om het rendement van organische tandemcellen naar een ho-ger niveau te tillen. De onderzoekers kijken naar nieuwe materialen en nieuwe zonnecelstructu-ren die tot minder verliezen leiden en zonlicht efficiënter kunnen omzetten. Het onderzoeken en verbeteren van de stabiliteit is een ander aandachtspunt. Ze werken aan depositie op grotere oppervlakten. In het lab werkten ze met een grootte van een vierkante centimeter, het streven is nu een vierkante meter en uiteindelijk zou een vierkante kilometer tot de mogelijkheden moe-ten behoren.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Het samenwerkingsverband Solliance is een spin-off van het project. Het door Agentschap NL gefinancierde project is hiervoor een belangrijke stap geweest: de betrokken partners hebben goede relaties opgebouwd en werken nu ook vaak bilateraal samen in ongesubsidieerde activi-teiten. René Janssen: “We konden ook participeren in een ‘concurrerend’ project dat het samen-werkingsverband Sunflower uitvoert met steun van de Europese Unie. Sunflower is net as Solliance een consortium van universiteiten, onderzoeksinstellingen en bedrijven en richt zich op dezelfde technologie. Maar het is juist goed als verschillende spelers met hetzelfde bezig zijn. Als je geen tegenstander hebt, kun je niet voetballen. In wisselende consortia komen de betrokkenen elkaar tegen, er is veel contact en samenwerking. De samenstelling van de teams varieert; iedereen wil het vakgebied verder brengen dus dat is een gemeenschappelijk doel. De PVDA en de VVD moeten ook samenwerken om verder te komen. De concurrentie houdt je scherp. Maar je hebt elkaar ook no-dig. In principe willen we met iedereen samenwerken.’ Voor commerciële toepassingen is het nog te vroeg. Het is lastig te voorspellen hoe deze markt zich zal ontwikkelen. De volumes nemen sterk toe maar de efficiency neemt juist af doordat de strijd zich met name richt op kostprijs. René Janssen: ‘Ik vind het moeilijk om een toekomstbeeld te schetsen. Dat durf ik niet. Het kan een groot succes worden. Maar het is ook mogelijk dat een andere technologie tegen lagere kosten eenzelfde performance bereikt. Silicium zonnecellen is ook een kanshebber. Er zitten nu nog dure materialen in. De markt heeft het moeilijk de laatste jaren. Het is nog te vroeg om een winnaar aan te wijzen. De race is in volle gang. De uitkomst is mede afhankelijk van sociale en economische invloeden. Binnen nu en een aantal jaren voorzie ik toepas-sing van organische zonnecellen in allerlei gadget- en recreatietoepassingen. Simpele dingen, denk aan opladers voor tablet computers en mobiele telefoons. Het moet groeien naar andere toepas-singen, bijvoorbeeld op daken. Maar daarvoor moeten we waarschijnlijk nog wachten tot na 2020.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Complexe problemen vragen om multidisciplinaire oplossingen Het project verliep soepel en kende geen onvoorziene organisatorische of sociale problemen. De samenwerking was uitstekend. Technische obstakels kwam het onderzoeksteam uiteraard wel tegen, maar daar is het nu juist om te doen. René Janssen: ‘Technisch lukken sommige din-gen niet die je wilt doen. Of de resultaten die je haalt, blijken moeilijk te reproduceren in een ander lab. Door deze obstakels op te lossen kom je verder. Een multidisciplinair team is daarvoor een vereiste. Onderzoekers van een andere discipline hebben een andere blik en een andere mening. Die zeggen dan: “we zouden het zus of zo kunnen doen”. Daar heb je dan zelf niet aan gedacht. De truc is om het team van onderzoekers en bedrijven zo te mengen dat er kruisbestuiving optreedt die leidt tot nieuwe inzichten. Je moet ook niet elke avond met dezelfde mensen naar hetzelfde

119

café gaan: op een gegeven moment ben je uitgepraat. We zijn nu geconfronteerd met andere meetmethoden, nieuwe manieren om te karakteriseren. Daar moet je je echt in verdiepen. De eer-ste keer begrijp je het niet, de tweede keer iets beter en daarna valt het kwartje en heb je echt wat geleerd. Ons hele werk is er opgericht om technische obstakels zo te overwinnen.’

Advies voor collega-innovators Het einddoel van het project moet helder zijn en moet leidend zijn voor beslissingen die het onderzoeksteam gedurende de rit neemt. René Janssen: ‘Bij onderzoek naar innovaties moeten onderzoekers elke dag beslissingen nemen. Waar richten we ons op? Wat doen we als we bepaalde obstakels of juist kansen tegenkomen? Een lange termijn doel waar overeenstemming over is, is cruciaal om gedurende de rit goede beslissingen te kunnen nemen. Vergelijk het met een voetreis naar Rome. Er zijn vele wegen die naar Rome leiden. Maar als je het einddoel niet goed voor ogen houdt, kom je uiteindelijk in Moskou terecht. De weg loopt niet recht, je moet ook niet bang zijn voor omwegen, maar de reisbestemming moet je consequent voor ogen houden. Anders zwalk je ongemerkt ergens anders heen.’

Opmerkelijk De onderzoekers zijn er in geslaagd de beoogde rendementen te overtreffen. Met zes procent voor enkele en dubbele junctie configuraties is zelfs een wereldrecord doorbroken. Dit biedt een sterke basis voor het gebruik van nieuwe materialen en technieken waarmee in de toe-komst nog hogere rendementen mogelijk zijn.

Kerngegevens Projectnummer: ERAPV01005 Projecttitel: Efficiënte organische zonnevellen via printen Penvoerder: Technische Universiteit Eindhoven Geïnterviewde: René Janssen Website: www.tue.nl Telefoon: 040-2463597 Email: [email protected] Projectperiode: december 2010 – augustus 2011


http://www.tue.nl/


https://dl.dropbox.com/u/2662922/ERAPV01005EINDOPEN.pdf

121

Doelstelling Waarom zijn hoge substraattemperaturen nodig voor de snelle depositie van gehydrogeneerd amorf silicium om de gewenste materiaaleigenschappen te krijgen voor toepassing in zonnecel-len? Zijn diffusieprocessen bij lagere depositietemperaturen daadwerkelijk te langzaam in verge-lijking met de flux aan groeideeltjes? De onderzoekers zochten antwoord op deze vragen. René van Swaaij: ‘Voor bedrijven is het een economische motivatie om de depositiesnelheid te verhogen. Een single junction zonnecel heeft een laag nodig met een dikte van driehonderd nano-meter. De depositiesnelheid lag bij twaalf nanometer per minuut. Reken maar uit hoe lang het duurt. Te lang! De machines staan in een lijn, de substraten liggen op een band die ze er doorheen transporteert. Je hebt dus een grotere machine nodig en het duurt langer. Voor ons is het een we-tenschappelijk motivatie. Waarom is de depositiesnelheid beperkt? Waar ligt dat aan? Hoe kun je dat beïnvloeden? We hadden enkele hypotheses over de factoren die van belang zijn. Die hebben we getoetst.’

Technologie Om het productievolume voor dunne-film silicium zonnecellen te vergroten en de kosten te verlagen, zijn hoge depositiesnelheden gewenst. Bijkomend voordeel is dat het benodigde op-pervlak voor de vacuümmachines dan kleiner is. Een verhoging van de depositiesnelheid mag echter geen nadelige effecten hebben op de prestatie van zonnecellen. Het onderzoek richtte zich op het effect van een gecontroleerd ionenenergie bombardement en van waterstofverdunning op de relatie tussen het groeimechanisme en de materiaaleigen-schappen van amorf silicium gemaakt met ‘expanding thermal plasma chemical vapour deposi-tion (ETP-CVD). Met deze depositietechniek is er vrijwel geen ionenbombardement, omdat de zogenaamde ‘self bias’ (het elektrische spanningsverschil tussen het plasma en het substraat) heel klein is. De depositietechniek is daarom uitermate geschikt om de rol van ionenbombarde-ment te onderzoeken wanneer een elektrische spanning op het substraat is aangebracht. Zowel de waterstofverdunning als het ionenbombardement zal het oppervlak van de laag gedurende de groei beïnvloeden. Het team onderzocht het proces met real time spectroscopic ellipsometry (RTSE) tijdens de groei, dus in situ. Zodoende konden de onderzoekers de ruwheidsontwikke-ling van de laag in kaart brengen gedurende de groei. Dit geeft munitie voor conclusies over de processen die zich aan het oppervlakte afspelen en daar draait het om. Om het effect van het ionenbombardement goed te kunnen onderzoeken, is het noodzakelijk om een goede controle te krijgen over de ionenenergie. Daarvoor is gebruik gemaakt van een methode die Wang en Wendt ontwikkelden, ‘pulse and shape biasing’ (PSB). Deze methode controleert positief geladen ionen met een speciale pulsvorm. Het lukte de onderzoekers om zo uitstekende controle te krijgen over de ionenenergie.

122

Toegevoegde waarde De onderzoekers maakten met behulp van PSB zonnecellen met een omzettingsrendement van acht procent bij een groeisnelheid van meer dan 1 nm/s, een belangrijke verbetering. Een hogere depositie snelheid leidt op termijn tot een verlaging van de kostprijs van zonnecellen.

Resultaten De materiaaleigenschappen van a-Si:H verbeteren na toepassing van PSB. De vorm van het

signaal op het substraat is belangrijk voor de controle over ionenenergie. De onderzoekers bekeken het effect van een sinusvormige radio frequente (RF) bias op de materiaaleigen-schappen en dit is vergeleken met de toepassing van PSB. Zowel met RF als met PSB wordt een extra plasma rondom het substraat gevormd, echter de intensiteit van dit plasma is veel sterker met RF. Voor hoge aangelegde spanningen leidt dit voor materiaal dat met RF is gegroeid tot slechtere materiaaleigenschappen, terwijl met PSB goede eigenschappen verkregen worden over het volledige spanningsbereik dat onderzocht is.

De ruwheid van het oppervlak van de lagen gemeten met RTSE is groter dan gemeten met ex-situ atomic force microscopy (AFM). Dit verschil is een aanwijzing dat er een dunne laag aanwezig is net onder het oppervlak van de film, waarvan de dichtheid veel kleiner is dan van de bulk van de laag. De onderzoekers denken dat een hoge concentratie waterstof tot een substantieel lagere dichtheid leidt. De dikte van deze waterstofrijke laag wordt groter als het plasma gedurende de groei wordt verdund met waterstof en kleiner wanneer PSB toegepast wordt. De onderzoekers concluderen dat de waterstofrijke laag hoogst waar-schijnlijk de mobiliteit van de groeideeltjes op het filmoppervlak controleert. Door de plas-macondities te variëren kon het team de dikte en de eigenschappen van de waterstofrijke laag veranderen en daarmee de oppervlaktemobiliteit. Controle over de waterstofrijke laag leidt dus tot een betere controle van de groei van de a-Si:H laag. Deze methode is volgens de onderzoekers ook toepasbaar voor andere plasmadepositietechnieken.

Een mild ionenbombardement, met energieën tot 20eV, leidde tot de meest ideale eigen-schappen. In het Hi-RASE project maakten de onderzoekers zonnecellen met omzettings-rendementen van bijna acht procent bij depositiesnelheden van ongeveer 1 nm/s.

René van Swaaij: ‘Hoe wordt materiaal gevormd in zo’n plasma? Daar hebben we nu een beter beeld van. Deeltjes arriveren in het substraat maar hebben blijkbaar tijd nodig om een energetisch prettige positie te vinden, ze blijven eerst bewegen. Dit staat in competitie met snelle aangroei. Als er veel deeltjes tegelijkertijd arriveren, kunnen ze moeilijker bewegen dus vertraagd het hele proces. Op het substraat zit een waterstofrijke laag. Ook dat verlaagt de bewegelijkheid van de deeltjes. Om dit voor te kunnen stellen kun je denken aan een oppervlakte van eierdozen waar je balletjes op laat vallen. Als dat veel balletjes zijn, kunnen ze niet snel hun plek vinden. En al hele-maal niet als er een soort stroop aan de oppervlakte zit. Als je op die manier ernaar probeert te kijken, zie je opeens mogelijkheden om de depositie te beïnvloeden. Die methoden bleken in ons lab dus te werken. Met het ionenbombardement kunnen de deeltjes beter bewegen en sneller hun plek vinden. We hebben een optimum gevonden van het energieniveau. Dat mag weer niet te hoog zijn want dan dringen de ionen door in de laag en richten daar schade aan.’

Vervolgactiviteiten Het onderzoek heeft tot een serie wetenschappelijke publicaties geleid. Naast de acht publica-ties genoemd in het eindrapport, noemt René van Swaaij nog twee publicaties: in de Journal of Applied Physics (volume 108, artikel 103-104, 15 november 2010) en in Progress in Photovoltaics: Research and Applications (volume 20, pagina 333, mei 2012). Daarnaast zijn de onderzoekers

123

van plan een vervolgonderzoek te doen gericht op het nog verder verhogen van de depositie-snelheid. René van Swaaij: ‘Het vervolg is afhankelijk of onze projectvoorstellen gehonoreerd worden. We denken dat we de nu een methode hebben om het nóg beter te doen. We willen hoge-re ionenenergie gebruiken. Dat leidt tot meer stofvorming. Je moet dus twee zaken controleren. Daar hebben we een oplossing voor die we willen onderzoeken. We zijn er nog niet.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Het is lastig om het effect voor de markt te voorspellen. René van Swaaij: ‘Zonnecelproducenten in Europa hebben het op dit moment moeilijk. Door de overproductie in China zijn de marges op panelen ontzettend klein of zelfs negatief geworden, waardoor veel bedrijven failliet zijn gegaan. Dat maakt het moeilijk voor ons als universiteit om projecten te formuleren met bedrijven. We willen projecten liefst uitvoeren met partners uit het bedrijfsleven. En het is beter als je een langdu-rige samenwerkingsrelatie kunt ontwikkelen in plaats van telkens opnieuw beginnen. In dit project werkten wij samen met Helianthos. Dit bedrijf is onlangs overgenomen en heet nu HyET Solar; we hopen dat we met dit bedrijf de eerdere samenwerking kunnen voortzetten.’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Flexibiliteit Het project was succesvol. De samenwerking met de Technische Universiteit Eindhoven was goed. Innovatief wetenschappelijk onderzoek vereist wél een flexibel plan en flexibele begro-ting. Doordat de onderzoekers nieuwe methoden testen, is het logisch dat er onverwachte re-sultaten zijn die om een andere aanpak vragen. Dan moeten de onderzoekers kunnen omscha-kelen en bijvoorbeeld andere apparatuur aanschaffen dan gepland. Als de begroting zoals bij Hi-RASE voldoende flexibel is om de aanpak en activiteiten te wijzigen, is dat geen probleem. Als het plan en de begroting in beton waren gegoten, was het project echter vastgelopen.

Falen kan succes betekenen Wat moet je bij een dergelijk project absoluut doen om succes te hebben? René van Swaaij: ‘Dat is geen goede vraag. Wat is succes? Dat moet je definiëren. In het project gaan we na of bepaalde ideeën kloppen. We hebben een wetenschappelijke benadering. Om de onderzoeksdoelen te reali-seren moet je keihard werken en veel experimenten doen. Voor je begint moet je helder voor de geest hebben welke vragen je hebt. Een goed begin is het halve werk. Dit project is gestoeld op een aantal hypotheses. De werkelijkheid bleek anders te zijn; we moesten verschillende hypotheses verwerpen. Maar de conclusies bieden daardoor juist weer openingen voor verdere verbeteringen. Ik heb ook meegemaakt dat uit onderzoek bleek dat de hele methode niet werkte. Toch was het een succesvol onderzoek dat leidde tot publicaties. En bedrijven weten dan: dit hoef je niet meer te proberen, dat heeft toch geen zin. Het is dus ook waardevol om te weten welke routes je links kunt laten liggen.’

Advies voor collega-innovators René van Swaaij: ‘Zorg dat de doelstelling en onderzoeksvraag helder zijn. Waarom is het onder-zoek nuttig? Je moet niet te veel poespas hebben. Als je veel subonderdelen definieert, maak je het voor jezelf en de opdrachtverlener moeilijk. De onderzoeker moet het project op een half A4tje kunnen uitleggen.’

124

Opmerkelijk De kwaliteit van het materiaal lijkt voor een groot deel te worden bepaald door de water-

stofrijke laag tijdens de groei. De dikte van deze waterstofrijke laag kan worden gecontro-leerd door een ionenbombardement.

De onderzoekers slaagden in het Hi-RASE project er in om zonnecellen te maken met depo-sitiesnelheden van ongeveer 1 nm/s. Dat is vijf keer zo snel als met de gangbare productie-technieken.

Kerngegevens Projectnummer: EOSLT01006 Projecttitel: Hi-RASE: High-Rate deposition of Amorphous Silicon using RF modulated

Expanding thermal plasma Penvoerder: TU Delft Medeaanvrager: TU Eindhoven Geïnterviewde: René van Swaaij Website: www.tudelft.nl Telefoon: 015-2787259 Email: [email protected] Projectperiode: juni 2005 – februari 2010


http://www.tudelft.nl/



125

9.1 Overzicht afgeronde projecten Smart Grids - eindrapport beschikbaar


Geïntegreerde micro wkk's als Virtual Power Plant

Nederlandse Gasunie okt-05 dec-06 DEMO03021

» Energieadvies op maat, slimme meters Oxxio Nederland sep-07 mrt-11 DEMO08014

Flexibele elektriciteitsnetten voor de integratie van hernieuwbare energie-bronnen (FLEXIBEL)

ECN jun-05 mrt-09 EOSLT01021

Stabiliteit en beheersbaarheid van het toekomstige elektriciteitsnet

Technische Universi-teit Delft


Kwaliteit van de spanning in toekomsti-ge infrastructuur (KTI)

Technische Universi-teit Eindhoven

okt-06 apr-11 EOSLT04024

Derde generatie Redox flow system KEMA Nederland nov-06 apr-11 EOSLT05003

» TREIN - deel I en deel 2 Technische Universi-teit Eindhoven

jan-07 okt-09 EOSLT05017

EOSLT08032 Intelligent E-Transport Management ITM

KEMA Nederland jan-07 feb-10 EOSLT05024

Grid-Con KEMA Nederland jul-07 jul-10 EOSLT06028

» SmartProofS Humiq dec-10 sep-07 IS074001

Ontwikkeling van supergeleidende ka-bels voor elektriciteitsnetwerken

Alliander N.V. jan-09 dec-10 KTOT01019

Intelligente interface voor afstemming van elektriciteitsvraag op -aanbod

Stichting Hanzehoge-school Groningen

jan-08 jun-08 NEOH02014

Sodium Sulfur redox flow battery. Ener-gy storage for the future

KEMA Nederland sep-08 feb-10 NEOH03008

Slimme Gebruikers Hoffmann RD jun-09 mei-10 NEOH04003

Notitie2B_SmartGrids_AgentschapNL_Resultaten_stimulering_Energie_Innovatie_2012.doc#_9.2_Energieadvies_op

Notitie2B_SmartGrids_AgentschapNL_Resultaten_stimulering_Energie_Innovatie_2012.doc#_9.3_Transitie_Roadmap

127

Doelstelling Het ontwikkelen en testen van een Smart Power System dat decentrale elektriciteitsopwekkers in onze elektriciteitsvoorziening inpast en aanstuurt. Zowel centrale als decentrale aansturing is getest. Het beoogde resultaat was een proof of concept van een betrouwbaar en betaalbaar systeem dat het fundament biedt voor verdere productontwikkeling.

Technologie Decentrale energieopwekking - denk aan wind, zon, biomassa en (micro-)warmtekracht – neemt toe. Het elektriciteitsnet is niet ontworpen op veel decentrale opwekkers op laagspanningsni-veau. Het risico bestaat dat het net overbelast raakt. De vraag naar energie zal meer mee moe-ten bewegen met de marktprijzen. Een Smart Power System stemt het aanbod en de afname van elektriciteit op elkaar af en voor-komt zo instabiliteit van de elektriciteitsvoorziening. Een Smart Power System kan elektriciteit producerende en verbruikende installaties koppelen en laten functioneren als een virtuele elek-triciteitscentrale. Daarnaast biedt een Smart Power System de mogelijkheid om energiestromen in de elektriciteitsvoorziening te registreren en te verrekenen. Het is dus een slim systeem dat vraag en aanbod met elkaar matcht via technische, sociale en economische sturing.

Resultaten In een twee jaar durende pilot is de centrale aansturing van twee HRe-ketels getest en zijn in een simulatie met honderd warmtepompen de effecten van decentrale sturing bestudeerd. Daarnaast is er een simulatiemodel gebouwd van een woonwijk om in kaart te brengen wat decentrale aansturing oplevert. Door huizen in deze virtuele woonwijk van zonnepanelen, elek-trische auto’s en HRe-ketels te voorzien, berekenden de onderzoekers wat de kosten en baten zijn voor huishoudens, energieleveranciers, netbeheerders en de overheid. Ook ontwikkelde het projectteam prijs- en businessmodellen voor aansturing. Eindproduct was een concept van een Smart Power System (SPS): een intelligent systeem dat een vernieuwd energienetwerk kan aansturen. Marten van der Laan: ‘Een fors deel van onze inspanning was gericht op het verkrijgen van inzicht in de impact van decentrale opwekking op het net. Netbeheerders maken zich zorgen hierover. Een tweede belangrijke bouwsteen was de ICT architectuur, voor vraagsturing en balans essentieel. Door meten, matchen en aansturen moet het aanbod op het net op elk moment dicht in de buurt blijven van de vraag. De derde pijler is de kennis nodig om de stap naar de markt te zetten: busines-smodellen dus. Prijsprikkels zijn naast technische sturing namelijk nodig om het gedrag te beïn-vloeden.’

Toegevoegde waarde Als bewoners hun warmtevoorziening centraal laten sturen, kan dat een besparing van 2,7

procent in het gasverbruik opleveren omdat het energiesysteem efficiënter gaat werken. Daardoor worden de aan/uitschakelverliezen beperkt.

Sturing voorkomt pieken op het netwerk, waardoor er minder elektriciteit verloren gaat.

128

Een keten van HRe-ketels die elektriciteit verbruiken én opwekken, is zuiniger dan een ke-ten met een gascentrale omdat de elektriciteit op dezelfde plek wordt gebruikt als waar het wordt opgewekt.

Door het slimmer op elkaar afstemmen van de vraag en het aanbod van energie, besparen consumenten op hun energierekening. Leveranciers kunnen met elektriciteit afkomstig van grote groepen klanten handelen op de elektriciteitsmarkt. Netbeheerders kunnen uitbrei-ding van het netwerk uitstellen en hoeven minder capaciteit te installeren.

Vervolgactiviteiten Alle partners zijn bij vervolgactiviteiten van verschillende consortia betrokken. Daarbij bouwen ze voort op de ontwikkelde kennis en expertise in het project SmartProofS. Om de effecten van aansturing in de echte praktijk te demonstreren, voerde een consortium de vervolgprojecten Powermatching City Hoogkerk I en II uit. Powermatching City in de Groningse wijk Hoogkerk is de eerste veldtest in Europa waarin het Smart Grid Concept in de praktijk is gebracht. Vijfentwintig woningen in de wijk Hoogkerk zijn voorzien van zonnepanelen, slimme meters, duurzame warmtevoorziening, elektrische auto’s en slimme wasmachines. Het verbruik werd real time afgestemd op het beschikbare aanbod. Ook onderzocht het team het gedrag van de bewoners, accommodatie van pieken in zonen windaanbod en de potentie van een cluster huishoudens als virtuele energiecentrale. De proef toonde aan dat het mogelijk is om met bestaande technologieën een slim energienet-werk te creëren met bijbehorend marktmodel. Met het systeem kunnen consumenten vrij elek-triciteit uitwisselen en blijft het comfortniveau op hetzelfde peil. Het project vervult een inter-nationale voorbeeldfunctie als eerste geïntegreerde ‘smart grid’ demonstratie. Een ander consortium opereert onder de naam Smart Energy Collective. Middels ‘open innova-tie’ werken zij samen aan technologische innovaties en nieuwe diensten met betrekking tot ‘smart energy’: intelligente energienetten én -diensten. Smart Energy Collectie voert vijf proef-projecten uit.

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off De ontwikkelde inzichten, ICT architectuur en businessmodellen brengen intelligente netten binnen handbereik. Maar het blijft lastig te voorspellen wanneer de echte omslag zal plaatsvin-den. Marten van der Laan: ‘Het probleem is dat de markt voor smart grids nog in de kinderschoe-nen staat. We anticiperen op een toekomstige krapte in de netten die in plaats van met extra koper door slimme sturing zou kunnen worden opgelost. Er zijn rapporten waarin staat dat Nederland acht miljard euro kan besparen in 2050 door toepassing van intelligente netten. Maar dan moeten we wel het risico durven nemen om een minder zwaar netwerk aan te leggen. De netbeheerders doen voorlopig nog hetzelfde als ze al honderd jaar hebben gedaan, de operatie is nog niet aange-past. Ze doen wel actief mee met pilots, maar willen geen risico’s lopen op ondercapaciteit. Dat mag ook niet van de energiewet. Er zit ook nog een wettelijke kant aan. Conclusie: er moet nog het een en ander gebeuren, we zijn er nog niet!’

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Het loopt altijd anders dan je denkt Marten van der Laan: ‘We hebben het oorspronkelijke plan bijgestuurd in de loop van het project. Het loopt altijd anders dan je denkt. We begonnen met een focus op microwkk. De marktpenetra-

129

tie van microwkk gaat echter veel minder snel dan verwacht. Gaandeweg zagen we in dat andere decentrale bronnen ook belangrijk zijn. En we kwamen tot het besef dat sturing doorslaggevend is voor een goed systeem. Ook voor andere opwekkers en apparaten is dat relevant. Je moet vol-doende flexibel zijn om de scope en aanpak van het project aan te passen. Gelukkig was dat het geval. Nog een verwachting die niet uit kwam: de snelle introductie van slimme meters. Doordoor was het praktijkexperiment lastiger, we hadden op meer inzicht in gebruikersprofielen gehoopt. En er haakte een buitenlandse partner af, dat vereiste ook een aanpassing van het plan. Zorg dus dat je veerkracht hebt om dit soort wendingen op te kunnen vangen.’

Opnieuw uitvinden van het wiel Het is altijd lastig als veel teams tegelijkertijd aan dezelfde innovatie werken. Het is onvermijde-lijk dat ze sommige zaken dubbel doen. Marten van der Laan: ‘Ik had gehoopt dat de leerervaring van ons project beklijft bij meer partijen. Ik zie wel dat andere consortia voortbouwen op onze fundering. Maar ik zie ook dat andere projecten parallel tegen soortgelijke problemen aanlopen en zelf een oplossing zoeken. Dat begrijp ik wel, iedereen wil het zelf aan den lijve ervaren. Als je met je knieën in de modder staat, dan leer je pas. Agentschap NL stimuleert wel kennisuitwisseling tus-sen projecten, dat is goed. Je zou ook alles lam kunnen leggen met dwarsverbanden. dwarsverban-den. Dat gebeurt nu niet, maar dat heeft als consequentie dat het wiel vaker opnieuw wordt uitge-vonden.’ Multidisciplinaire aanpak vereist Veel verschillende specialisten werkten samen om het project tot een goed einde te brengen: ingenieurs, technici, programmeurs, economen, sociale wetenschappers. Dat is nodig want het gaat om een complexe problematiek met veel facetten. Acceptatie van gebruikers, betaalbaar-heid, technische eisen, allerlei maatschappelijke factoren spelen een rol. Marten van der Laan: ‘Het was heel leerzaam om met zo’n multidisciplinair team samen te werken: mensen met kennis van de netinfrastructuur, de economen die de businessmodellen ontwikkelden, de technici met kennis over de mogelijkheden om apparaten aan systemen te koppelen. Fascinerend. Juist die kruisbestuiving is nodig om slimme netten tot een succes te maken.’

Advies voor collega-innovators Het team moet op één lijn staan, dezelfde visie delen. Marten van der Laan: ‘Je moet een goed en slagvaardig consortium hebben, met de neuzen dezelfde kant op. We waren met een klein groepje, gedreven om tot resultaten te komen. Het is ook belangrijk dat je een goed maar flexibel plan hebt.’ Daarnaast adviseert Marten van der Laan om bij de voorbereiding goed te kijken wat er al is gedaan: ‘Zoek naar de toegevoegde waarde van jouw ene project in de veelheid van projecten die lopen en gelopen hebben. Agentschap NL kan wellicht helpen om in de voorbereidende fase een bemiddelende rol te spelen door te wijzen op initiatieven met een raakvlak. Ik heb toen ik het pro-jectplan schreef een lijst met projectnamen en contactpersonen gekregen maar dat zegt je dan verder niet zo veel. Ik had haast en was vooral druk bezig om ons plan rond te krijgen, ik had geen tijd om op onderzoek te gaan. Zo gaat dat vaak. Terugkijkend zou ik graag een brainstormsessie hebben gehad met een adviseur van Agentschap NL in de rol van mediator, die je direct en actief kan koppelen aan bedrijven en personen.’ Agentschap NL geeft als reactie aan dat deze rol inderdaad goed bij haar past. Innovators zijn welkom om in een gesprek met een adviseur raakvlakken met lopende en afgeronde projecten verkennen.

130

Kerngegevens Projecttitel: SmartProofS Projectnummer: IS074001 Penvoerder: ICT Automatisering (voorheen Humiq) Partners: Enexis, Liander, Stedin, ECN, TNO-ICT en Energy Valley Geïnterviewde: Marten van der Laan Website: www.ict.eu, www.smartproofs.nl Telefoon: 06-27087385 Mailadres: [email protected] Projectperiode: september 2007 – maart 2010


http://www.ict.eu/

http://www.smartproofs.nl/

https://dl.dropbox.com/u/2662922/IS074001_openbare%20_eindrapoportage_2011_05.pdf

131

Doelstelling Het onderzoeken en bevorderen van energiebesparend gedrag in huishoudens via het gebruik van slimme meters en een digitaal feedbacksysteem (MijnOxxio). Waardoor verbruiken mensen met slimme meters en feedback minder energie? De onderzoekers brachten in het demonstra-tieproject de factoren in kaart die energiebesparend gedrag beïnvloeden. Met dit inzicht kan het energiebedrijf slimme meters op een slimme manier inzetten.

Technologie Een slimme energiemeter is een digitale meter die de huidige meters voor elektriciteit en gas vervangt. De nieuwe meter kan meterstanden automatisch doorgeven en kan nauwkeurig het verbruik volgen, waardoor het makkelijker is om energie te besparen. De meter wisselt ver-bruiksprofielen uit met een centraal systeem. Verder zijn deze meters op afstand te bedienen en te configureren. De consument heeft op elk gewenst moment feedback over elektriciteit- en gasverbruik beschikbaar. Een slimme meter leidt niet automatisch tot energiebesparing. De klant moet gewoontegedrag doorbreken. Beïnvloeding is mogelijk door prikkels die gewoontes in stand houden te beïnvloe-den, consumenten zich bewust te maken van hun gewoontes en alternatieven te bieden. Vooral informatie ‘op maat’ die aansluit op wensen, behoeften en mogelijkheden van de individuele energiegebruiker is effectief. Om deze reden gaf Oxxio ook advies op maat aan klanten. Het energiebedrijf las het signaal uit en koppelde de informatie terug naar de klant vergezeld van advies. De gebruikers kregen in het demonstratieproject een persoonlijk inloggedeelte op de website ‘MijnOxxio’ genoemd. Daar konden ze hun energieverbruik volgen, adviezen krijgen en bekijken of pogingen om energie te besparen effect hadden.

Toegevoegde waarde De consumenten krijgt meer inzicht in zijn energieverbruik en krijgt hier meer grip op.

Energiebedrijven kunnen klanten advies op maat geven. De leidt tot energiebesparing.

De meter biedt de consument gemak omdat hij de meterstanden niet meer zelf hoeft door te geven.

Netbeheerders kunnen het elektriciteits- en gasnet beter en efficiënter beheren door bete-re informatie over verbruik. Slimme meters zijn ook een belangrijke bouwsteen voor slim-me netten.

Met behulp van de meter kunnen energiebedrijven in de toekomst aanvullende diensten aanbieden om energie te besparen. Bijvoorbeeld door op het moment dat energie het goedkoopst is de wasmachine of oplader van de elektrische auto automatisch in te schake-len. Ook kan de energieleverancier contracten op maat aanbieden die verder gaan dan de bestaande dag- en nachttarieven.

Op grond van inzicht in de factoren die het gebruik, de waardering en het effect van de slimme meters bepalen, kunnen energiebedrijven de slimme meters beter inzetten.

132

Resultaten Onderzoeksbureau ResCon nam in een voor- en nameting een vragenlijst af bij een controle-groep die een slimme meter heeft aangeschaft maar die (nog) niet gebruikt en een experimen-tele groep die de slimme meter wel gebruikt. De vragenlijst bestond uit vragen over sociaal de-mografische en woonkenmerken; beïnvloedbare factoren zoals kennis, attitude en bewustzijn; energiebesparend gedrag en de mening over MijnOxxio. De resultaten zijn vervolgens gekop-peld aan gegevens over feitelijk energieverbruik. Bij de controlegroep bleek dit niet mogelijk. Het determinantenonderzoek toont aan dat de houding ten aanzien van energiebesparende maatregelen een belangrijke voorspeller is van energiebesparend gedrag. Andere voorspellers zijn veronderstelde mogelijkheden tot (verdere) besparing, ondersteunende maatregelen en eigen effectiviteit. Energiebedrijven kunnen gedrag beïnvloeden door te laten zien hoe consumenten bepaalde specifieke maatregelen kunnen uitvoeren én wat dat oplevert. Informatie over de financiële besparing en de milieuwinst in combinatie met tips op maat blijkt dus effectief. Dit wordt nog versterkt door energiebesparend gedrag te belonen (bijvoorbeeld door de gemeente) en door de consument ervan te overtuigen dat besparing weinig inspanning kost en niet leidt tot com-fortverlies. Wat was het effect van het gebruik van de slimme meters en feedback op energiebesparend gedrag? Het effectonderzoek laat zien dat gebruikers meer kennis hebben over energiebespa-ring en -verbruik dan degenen die geen gebruik maken van MijnOxxio. Gebruikers treffen ook vaker maatregelen om elektriciteit te besparen. De slimme meter in combinatie met feedback resulteert dus in energiebesparing en het treffen van energiebesparende maatregelen. De grootte van het effect bleef beperkt tot twee à drie procent. Dat dit percentage lager is dan verwacht komt mogelijk doordat er geen vergelijking kan worden gemaakt met een groep zon-der slimme meter. Logischerwijs hebben mensen die de slimme meter niet gebruiken maar wel hebben aangeschaft al een hogere interesse in energiebesparing en feedback. Aanvullend zijn de effecten op elektriciteitsverbruik het grootst bij mensen jonger dan vijftig jaar, mensen met een lage opleiding en mensen met een koopwoning. Het effect op het gasverbruik is groter bij mensen met een groter woonoppervlak. Arlette Hesselink: ‘Jammer dat we geen actuele verbruiksgegevens hadden van mensen zonder meter, dan was het gemeten effect waarschijnlijk groter geweest. Gelukkig hebben we veel lessen geleerd. De mensen die de slimme meter gebruiken, zijn vaak tevreden over de meter en blijven de meter ook gebruiken. De mensen die een slimme meter hebben maar deze niet gebruiken zijn vaak wel geïnteresseerd in energiebesparing en feedback. Dat blijkt uit het feit dat ze een slimme meter hebben aangeschaft en de antwoorden die ze hebben gegeven op de vragenlijst bevestigen dat ook. Blijkbaar stimuleren de meter en de communicatie deze groep onvoldoende om er daadwerke-lijk mee aan de slag te gaan. Een kwart van hen stelt dat ze wel van plan zijn om de meter in de toekomst te gebruiken. Een vergelijkbare groep is wel geïnteresseerd maar weet de juiste weg nog niet naar de meter. Zij zijn de code bijvoorbeeld kwijt of hebben de moeite niet genomen om de meter te begrijpen. Hier is nog winst te behalen: hoe zorg je ervoor dat zij de meter en feedback wèl gaan gebruiken? Ook kan er gekeken worden of er bij specifieke doelgroepen nog meer winst te halen is. Daarnaast zouden metergebruikers graag hun energieverbruik vergelijken met het ver-leden en met andere gebruikers. Het onderzoek heeft ook inzicht gegeven in de tips en informatie

133

waaraan de slimme meter gebruikers behoefte hebben. Denk aan advies over het gebruik van spe-cifieke apparaten.’

Vervolgactiviteiten Oxxio heeft op basis van de uitkomsten van het onderzoek functionaliteit toegevoegd in de vorm van een nieuwe verbruiksapp en verdere integratie van bespaartools in de MijnOxxio om-geving. Daarnaast is de MijnOxxio omgeving ook geschikt gemaakt voor zakelijke klanten, met name het MKB. Het project heeft bevestigd dat inzicht in het verbruik gewaardeerd wordt door energieafnemers en dat zij hier ook mee kunnen besparen. Hilbrand Does: ‘Zonder dit project was het moeilijker geweest om extra te investeren in MijnOxxio. Ook heeft het project er mede toe bijgedragen dat Oxxio meer actief de slimme meter promoot bij haar klanten door de prioriteits-aanvraag te faciliteren.’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Oxxio promoot actief het aanvragen van slimme meters door klanten bij de netbeheerders. De inzicht in het gebruik dankzij de slimme meter ook bij de evaluatie van de proefuitrol van de slimme meter zal leiden tot energiebesparing. En dat uitrol van de slimme meter zonder ver-bruiksterugkoppeling dat niet zal hebben.

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Betrek de klanten Hilbrand Does: ‘Het meest lastige was het objectief vaststellen van de correlatie tussen gebruik van slimme meters en geconstateerde besparingen. Vanuit sceptici komt al heel snel het oordeel dat er andere factoren een rol hebben gespeeld. Om dit obstakel te overwinnen is met een statistisch model gewerkt dat externe deskundigen van de universiteiten van Amsterdam en van Maastricht vóór het onderzoek valideerden. Met uitgebreide questionnaires zijn ook de gedragsfactoren mee-genomen in het onderzoek. Wat moet je bij een dergelijk project absoluut doen om succes te heb-ben? Het betrekken van klanten over hun ervaringen met de slimme meter en de verbruiksterug-koppeling is van essentieel belang!’

Advies voor collega-innovators Hilbrand Does: ‘Als ik het project opnieuw zou kunnen uitvoeren, zou ik starten met een groep zonder slimme meter en meten vanaf het moment dat de meter is geplaatst. In het onderzoek is alleen gekeken naar de bespaareffecten bij klanten die al langere tijd gebruik maakten van de slimme meter. En ik zou een vergelijking maken tussen directe feedback via een display in de woonkamer en indirect feedback via een analysetool zoals MijnOxxio en daarbij zou ik zowel naar de langere termijn als korte termijn kijken. Uit het onderzoek bleek namelijk, tegen de verwachtin-gen in, dat het gebruik van MijnOxxio en de energiebesparing ook na drie jaar nog aanzienlijk wa-ren. We dachten dat de interesse snel zou verdwijnen maar dat blijkt niet te kloppen. Het is interes-sant om te zien of het gebruik van displays ook zo beklijft. Daarnaast is het interessant om te zien in hoeverre besparingen in het eerste jaar door structurele gedragsveranderingen leiden tot terug-val of juist tot structurele besparingen.’

Opmerkelijk Het gebruik van MijnOxxio beklijft langer dan verwacht. Meer dan twee derde is na drie

jaar nog steeds actief gebruiker van de verbruikspagina’s.

134

Energiebesparing blijkt een continu proces te zijn. Gebruikers weten in het derde jaar toch nog enkele procenten te besparen op stroom- ten gasverbruik ten opzichte van het twee-de jaar.

Kerngegevens Projectnummer: DEMO08014 Projecttitel: Energieadvies op maat via gebruik van slimme meters, determinanten- en

effectonderzoek Penvoerder: Oxxio Nederland Onderzoeksbureau: ResCon, research & consultancy Geraadpleegd: Arlette Hesselink (ResCon), Hilbrand Does en Hendrik Greven (Oxxio) Website: www.oxxio.nl Telefoon: 035 – 626 58 85 Email: [email protected] Projectperiode: september 2007 – april 2009


http://www.oxxio.nl/



135

Doelstelling Wat is het effect van nieuwe decentrale technologieën op de energie-infrastructuur en hoe kunnen we de overgang naar een duurzame energievoorziening versnellen? De onderzoekers zochten antwoord op deze vragen door modellen te ontwikkelen en experimenten uit te voe-ren om deze modellen te valideren.

Technologie Ons huidige elektriciteitsnet is centraal georganiseerd. Om in de toekomst mogelijk te maken dat een groter aandeel van onze energie lokaal en duurzaam wordt opgewekt, is een ander elektriciteitsnet noodzakelijk. Bovendien verwacht men dat nieuwe ‘loads’ zoals warmtepom-pen, airco’s en elektrische auto’s, ervoor zorgen dat grotere netcapaciteit noodzakelijk is. Het simpelweg verzwaren van het net door dikkere kabels zal hoge kosten met zich meebrengen. Door het net slimmer te maken met smart grids kunnen we deze kosten deels vermijden. Geert Verbong: ‘Veel experimenten op het gebied van smart grids richtten zich met name op de technische component. Maar in de toekomstige situatie is het de bedoeling dat naast technische hulpmiddelen zoals lokale opslag ook prijsprikkels het gedrag kunnen sturen. Nu gaat er ergens een centrale harder draaien als een consument een apparaat aanzet. Prijsprikkels kunnen er voor zor-gen dat stroomverslindende apparaten pas aangaan als er voldoende lokale opwekking is. Op zo’n dalmoment is de energieprijs dan ook lager. Hoe kunnen we dit regelen? Wordt de consument in-derdaad zo actief als we denken? Er zijn veel ideeën en aannames op dit nieuwe gebied, maar deze zijn lang niet altijd gebaseerd op praktijkervaringen. Er is ook nog grote onzekerheid over de rol van de netwerkbeheerder, de rol van oude en nieuwe energiebedrijven en de rol van andere spe-lers. Het huidige reguleringskader is niet goed afgestemd op nieuwe ontwikkelingen. In het TREIN-project kwamen deze aspecten aan bod; met name de economische aspecten en vraagstukken op het gebied van regulering en gedrag.’

Toegevoegde waarde Belangrijke toegevoegde waarde van het project is dat onderzoekers vanuit verschillende disci-plines hebben gekeken naar de voorwaarden en mogelijkheden voor slimme netten.

Resultaten De onderzoekers ontwikkelden een technisch-economisch model om maatschappelijke kosten en baten van investeringen in nieuwe technologie en infrastructuur te kunnen beoordelen. Het model zoekt het minimum van de kosten van het gehele systeem dat voorziet in de vraag naar warmte en elektriciteit. Met andere woorden: het kosten-optimalisatiemodel geeft inzicht in de optimale omvang en het optimale tijdstip van investeringen in kabels en nieuwe technologieën als de HRe-ketel, warmtepompen of zonnepanelen. Een profielgenerator produceerde profielen voor elektriciteits- en gasverbruik, die input vorm-den voor het model. De onderzoekers creëerden zodoende een modelwijk om simulaties en

136

tests mee uit te voeren. Zij bestudeerden de gedragsdimensie, testten controlestrategieën en verkregen zo inzicht in het te verwachten gedrag en de economische voordelen van de toepas-sing van smart grids. Zo beantwoordden zij de vraag: bij welke keuzes zijn de kosten voor ener-gie minimaal? Daarbij hielden zij rekening met alle maatschappelijk relevante kosten, zoals de investeringkos-ten in decentrale apparatuur, het energieverbruik van huishoudens, de kosten verbonden aan de uitstoot van CO2 en de kosten van het elektrische netwerk. De uitkomsten laten zien dat het maatschappelijk optimaal is om in (bijna) alle huizen een warmtepomp te gebruiken. Dit resul-taat is robuust: alternatieve aannames over bijvoorbeeld de kosten verbonden aan de uitstoot van CO2 of de netwerkkosten, leiden niet tot een andere uitkomst. Tevens weten de onderzoekers nu bij welke keuzes de kosten voor huishoudens minimaal zijn als rekening gehouden wordt met de bestaande energiebelastingen in plaats van CO2-kosten. In dat geval worden geen warmtepompen gebruikt. Dit komt vooral omdat de verhouding van de energiebelastingen op elektriciteit en gas hoog is. Deze resultaten komen uitgebreid aan bod in een reeks wetenschappelijke publicaties en pa-pers die het project opleverde.

Vervolgactiviteiten Het was de bedoeling om als volgende stap maatschappelijke experimenten uit te voeren. Deze stap nam het Innovatieprogramma Intelligente Netten (IPIN) echter al begin 2012. Het ministe-rie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie (EL&I) heeft twaalf plaatsen in Nederland aangewezen waar slimme netten komen. De onderzoekers van TREIN zijn bij diverse vervolg-projecten betrokken zodat op de opgedane kennis kan worden voortgebouwd. Geert Verbong: ‘Er spelen belangrijke vraagstukken. Ten eerste regulering: welke mogelijkheden biedt de huidige weten regelgeving, wat zijn aandachtspunten? Op welke punten staat het ver-nieuwing in de weg? Ten tweede is de rol van gebruikers cruciaal. Zijn het prosumers of consumers? Welke rol kiezen verschillende groepen? En welke motieven spelen een rol om actief mee te doen of juist passief te blijven? Hoe gaan we om met de controle van gegevens, met privacy, met cyberse-curity? Hoe voorkomen we dat mensen de gegevens manipuleren? Het belangrijkste sturingsme-chanisme is demandsturing. Maar we weten nu dat het economisch voordeel gering is. Dus de mo-gelijkheden zijn beperkt tenzij we creatieve oplossingen verzinnen. Er komt veel meer ICT in het net en in de apparaten, dat staat als een paal boven water. Maar hoe we zorgen dat we er wat zinvols meedoen is een andere vraag. Wie heeft er voordeel bij, welke rol spelen bedrijven, beheerders, nieuwe dienstenleveranciers, de consument?’ Al deze vragen moeten we nog beantwoorden!’

Herhaalpotentieel, effect voor de markt en spin-off Op grond van de resultaten uit het IPIN-programma zullen smart grids in de nabije toekomst hun intrede doen in het Nederlandse net, zo is de verwachting. De overheid wil na 2015 starten met implementatie. Ook op Europees niveau worden initiatieven gestimuleerd. Het Smart Grids European Technology Platform inventariseert initiatieven en stimuleert uitwisseling en ervaring. De vraag is dus niet zozeer óf intelligente netten er komen –want het antwoord is luid en duide-lijk “Ja!” - maar de vraag is vooral in welke vorm en wie de touwtjes in handen krijgt. ‘Het is goed dat er veel geëxperimenteerd wordt. Belangrijke vraag blijft: hoe gaan we de resulta-ten omzetten in strategie? We leren nu dingen, we kijken wat het beste is en na 2015 gaan we het

137

uitrollen: dat is het idee. Zoveel is duidelijk. Maar als je tien mensen vraagt wat een intelligent net is, krijg je twaalf definities. Mijn conclusie: het is geen technische maar een politieke keuze. En dat maakt het nog belangrijker dat het duidelijk moet zijn waaruit we kunnen kiezen. Anders duwen de meest dominante partijen ons automatisch een bepaalde richting op. Zo gaat dat nu eenmaal. Dan krijgen grote ondernemingen de macht. Tegelijkertijd zie je dat lokale partijen zich organiseren. Het wordt dus nog spannend. Belangrijkste vragen zijn: wie zit er straks aan de knoppen, wie heeft de regie? Wie trekt er aan het nieuwe stuur, wie kan er wat mee?

Obstakels, valkuilen, succesfactoren en kansen Maatschappelijk probleem vergt multidisciplinaire oplossing Belangrijke conclusie is dat alle relevante invalshoeken betrokken moeten zijn om goede oplos-singen te kunnen ontwikkelen. ‘Belangrijkste les, is dat waardevolle inzichten ontstaan door met zéér verschillende disciplines naar een complex systeem te kijken. Economen, ingenieurs en sociale wetenschappers: in de beginfase van het project besteedden we veel aandacht aan het leren ken-nen van elkaars werkwijzen, methoden en aannames. Die verschillen enorm! Als je het te technisch aanpakt, werkt het niet. Als je het te economisch of te sociaal aanpakt, werkt het ook niet. Je moet écht de verschillende dimensies gelijkwaardig aan bod laten komen. Het zijn nog te veel gescheiden werelden, helaas. Want het blijkt dat je pas tot vernieuwende inzichten komt, als je hetzelfde pro-bleem op verschillende manieren bekijkt. Dus zowel kijken naar wat technisch mogelijk is, als wat de economische implicaties zijn én welke gedrags- en sociale facetten er aan vastzitten.’

Politieke keuze Terugkijkend op de resultaten, concludeert de onderzoeker dat de uiteindelijke keuze voor een oplossing niet alleen over technologische superioriteit gaat maar zeker ook over maatschappe-lijke macht. Geert Verbong: Ik hoor anderen wel eens zeggen: “We leggen gewoon alles bij het bedrijfsleven.” Maar we moeten toch de maatschappelijke belangen waarborgen, de rechten van burgers? Als we daar niet voor waken, komen we straks bedrogen uit. Maatschappelijke acceptatie is een doorslaggevende succesfactor. Er moeten nog zoveel keuzes gemaakt worden: Wanneer investeer je? In welke technologie investeer je, waar zet je op in? Italië heeft bijvoorbeeld vaart gemaakt met de introductie van slimme meters, maar die blijken helemaal niet slim te zijn. Je moet niet te vroeg en ondoordacht kiezen, want je zit er aan vast. Het gaat om gigantische investeringen in de infrastructuur. Het gaat om vragen als: “Is het nog wel rendabel om een elektriciteitscentrale te laten draaien voor die schaarse piekmomenten, kunnen mensen niet gewoon op een ander tijd-stip hun dingen doen?” Heel simpel gezegd zit het zo: wat de uiteindelijke oplossing wordt, is een politieke keuze, geen technische en de rekening komt altijd bij de consument. Des te belangrijker dat de consument weet waarvoor hij betaalt.’

Advies voor collega-innovators De simulaties leren dat mensen het belangrijk vinden om te ervaren in plaats van om informatie te verkrijgen. Zelf ervaren leidt tot een snellere acceptatie van het gebruik van de innovatieve component. Om ervoor te zorgen dat mensen bereid zijn om zelf te ervaren is het noodzakelijk om gebruik te maken van een economische prikkel.

Opmerkelijk Naarmate de kans op een gunstige kostenontwikkeling op het gebied van decentrale appa-

ratuur groter is, wordt het minder efficiënt om de netwerkkosten volledig in rekening te brengen via het verbruik van elektriciteit. In dat geval moeten huishoudens ook via een de-centraal producenttarief bij gaan dragen aan de kosten van het distributienetwerk.

138

Er bestaat geen overeenstemming onder de verschillende stakeholders over de vraag of er nu al voldoende drijfveren zijn om de implementatie van slimme netten op korte termijn te bewerkstelligen.

Kosten-baten analyse: uit de interviews is gebleken dat het niet eenduidig vast staat dat een decentrale aanpak is te prefereren boven een centrale aanpak betreffende de toe-komst van de Nederlandse energie-infrastructuur. Een flankerend onderzoek van de expe-rimenten zal moeten uitwijzen of de kosten en baten van een decentraal systeem het win-nen van de kosten en baten van een centraal slim netwerk.

Voor de gebruikers van elektriciteitsmeters is het begrip slimme meter misleidend. Door functionaliteit toe te voegen aan de meter of door goed te communiceren over de moge-lijkheden en beperkingen van de slimme meter, kan deze teleurstelling worden voorko-men.

Kerngegevens Projecttitel: TREIN-1 & 2 Projectnummer: EOSLT05017, EOSLT08032 Penvoerder: TU/e Medeaanvragers: DNV KEMA, Alliander Geïnterviewde: Geert Verbong Website: www.tue.nl

www.agentschapnl.nl/programmas-regelingen/intelligente-netten Telefoon: 040- 247 26 98 Email: [email protected] Projectperiode: januari 2007 – juli 2012

» download eindrapport TREIN 1

http://www.tue.nl/

http://www.agentschapnl.nl/programmas-regelingen/intelligente-netten


https://dl.dropbox.com/u/2662922/EOSLT05017_openbare_eindrapportage_2010_03.pdf

139

Projectencatalogus Energie-innovatie

De Energie-innovatie (beleids)programma's Energie Onderzoek Subsidie (EOS) en Innovatie-agenda Energie (IAE) hebben tussen 2005 en 2011 aan ruim duizen innovatieve onderzoeks- en praktijkprojecten subsidie verleend. Als inspiratie voor nieuwe onderzoeks- en productideeën geeft Agentschap NL u via deze catalogus projectomschrijvingen van lopende en afgeronde projecten, contactgegevens van onderzoekers en eindrapporten van afgeronde projecten. Bla-der door de catalogus: www.agentschapnl.nl/programmas-regelingen/projectencatalogus-energie-innovatie

Links

Topsector Energie: In 2011 heeft de overheid negen topsectoren aangewezen. Dit zijn sec-toren waarin Nederland wereldwijd sterk is. De Energiesector is er daar een van. Bedrijven, wetenschappers en de overheid werken in de Topsector Energie gezamenlijk aan adviezen en programmalijnen, waarin zij aangeven met welke maatregelen de sector kan blijven concurreren op de wereldmarkt. Alle kansen, knelpunten, ambities, adviezen en een plan van aanpak zijn per sector beschreven in de actieagenda's. Lees meer: www.top-sectoren.nl/energie

Wat heeft vier jaar energie-innovatie Nederland opgeleverd? Wat zijn de belangrijkste les-sen en waar liggen de grootste kansen voor de markt? EOS bracht de antwoorden op deze vragen voor uiteenlopende thema’s in beeld door middel van zogeheten 'Innovatiefoto's'. www.agentschapnl.nl/content/eos-innovatiefotos

Het succes van een energie-innovatie is deels afhankelijk van techniek, maar cruciaal blijkt de economische, sociale en maatschappelijke inpassing. Hier is te weinig aandacht voor in Nederland. Daardoor slagen we er vaak niet in om technisch energieonderzoek van hoog niveau te vertalen in innovaties. Bekijk cases en krijg tips van innovatiewetenschappers: www.agentschapnl.nl/gammaonderzoek

Bronnen

Fred van den Brink en Mirjam van der Horst met input van het EOS-team, Vijf jaar EOS Demo- Wat is er bereikt? Overzicht EOS Demo projecten voor de Adviescommissie EOS Demo/ UKR Over-zicht UKR/UKP projecten voor Adviescommissie EOS Demo UKR, Utrecht, Agentschap NL 2011

Jos Reijnders, Marco Kolkman en 22 projectadviseurs, Vijf jaar EOS LT, Wat hebben we bereikt? Overzicht LT-projecten voor Adviescommissie en intern EOS, 2011

Kees van Ommeren, Menno de Pater, Monitor publiek gefinancierd energieonderzoek 2011, Zicht op bestedingen, thema’s en trends, Decisio in opdracht van Agentschap NL, Amsterdam, 2012

Marko Hekkert en Marjan Ossebaard, De innovatiemotor, Assen, 2010

Neelie Kroes, Innovating for Europe, SPEECH-NC/11/30 Rome, Italy, 2011

Raphaël Smals, Bas Hillebrand, Paul H. Driessen, Het succes van innovatieprojecten vanuit een bedrijfskundig perspectief, Een kwalitatieve analyse van het slagen en falen van innovatieprojec-ten, Radboud Universiteit Nijmegen, Faculteit der Managementwetenschappen, Vakgroep Be-drijfskunde in opdracht van Agentschap NL, Nijmegen, 2012

http://www.agentschapnl.nl/programmas-regelingen/projectencatalogus-energie-innovatie

http://www.agentschapnl.nl/programmas-regelingen/projectencatalogus-energie-innovatie

http://www.top-sectoren.nl/energie

http://www.agentschapnl.nl/content/eos-innovatiefotos

http://www.agentschapnl.nl/gammaonderzoek/

140

Opdrachtgever Agentschap NL

Frank Witte Marco Kolkman

Projectadviseurs Agentschap NL betrokken bij selectie projecten:

André de Boer Bert Janson Frank Denys Fred van den Brink Freek Smedema Gerdi Breembroek Jos Reijnders Maurits Clement Maus Dieleman Olivier Ongkiehong Piet Heijnen

Geïnterviewden

André Roelofs, Roelofs Planontwikkeling Anton Wemmers, Energieonderzoek Centrum Nederland Arlette Hesselink, Rescon Arthur van der Lee, Optimair Bernard Bulder, Energieonderzoek Centrum Nederland Coert Peters, Rova David Strik, Wageningen Universiteit Eric Terry, Actiflow Erwin Eymans, Topell Energy Frank Hagg, Innovy Frans Franssen, Koninklijke Coöperatie Cosun U.A. Geert Verbong, Technische Universiteit Eindhoven Gertjan de Wit, Bries Energietechniek Gerton Smit, GENSOS Guus Bertels , Bronswerk® Heat Transfer Hendrik Greven, Oxxio Hilbrand Does, Oxxio Kees de Blok, Aster Ludo Kockelkorn, Zuyd Hogeschool Marinus Jan Veltman, LEDexpert Marten van der Laan, ICT Automatisering Michèle Koper (Ecofys), BioMethanol Chemie Nederland Miro Zeman, Technische Universiteit Delft Raphaël Smals, Radboud Universiteit Nijmegen René Janssen, Technische Universiteit Eindhoven René van Swaaij, Technische Universiteit Delft Wil Sierhuis, HVC Wilfert van Veldhoven, Sensus

Rapportage van een kwalitatief onderzoek in …...1 Rapportage van een kwalitatief onderzoek in...

Documents

Transcript of Rapportage van een kwalitatief onderzoek in …...1 Rapportage van een kwalitatief onderzoek in...