Roadmap Energieopslag...

Roadmap Energieopslag Zuid-Nederland

een verkenning

Auteurs:

Tony Schoen

Peter Muizebelt

Leendert Verhoef

Jolein Schorel

New-Energy-Works BV

Hooghiemstraplein 160

3514 AZ Utrecht

tel: +31-30-276 9253

fax: +31-30-273 5130

e-mail: [email protected]

website: www.new-energy-works.com

In opdracht van:

LIOF/BOM/IMPULS Zeeland/Syntens

Rapportnummer N1122

Datum: 30-1-2012

mailto:[email protected]

http://www.new-energy-works.com/


een verkenning

New-Energy-Works 30-1-2012 Pagina 2 van 45

N1122

Samenvatting, aanbevelingen

Wereldwijd wordt er gewerkt aan een energievoorziening op basis van hernieuwbare bronnen. Mismatch tussen

vraag en aanbod, zowel in tijd als in plaats, leidt tot een toenemende vraag naar systemen voor energieopslag.

Denk aan balancering van vraag en aanbod in intelligente netwerken, of aan opslagsystemen voor duurzame

mobiliteit. Ook in de gebouwde omgeving, waar steeds meer restwarmte, thermische zonne-energie en

geothermie ingezet wordt, is er een toenemende vraag naar dag- en seizoensopslag.

In Zuid-Nederland zijn diverse mogelijkheden voor bedrijven en instellingen om een actieve rol te spelen in de

ontwikkeling van energieopslag. Enkele partijen spelen al een grote rol, anderen staan op het punt van

instappen.

In deze roadmap verkennen we de kansen om voor verschillende opslagsystemen bedrijvigheid te ontwikkelen

teneinde een economische impuls in Zuid-Nederland te genereren. De verkenning is uitgevoerd in opdracht van

de ontwikkelingsmaatschappijen LIOF, BOM, IMPULS Zeeland en MKB-intermediair Syntens. Vanuit een breed

overzicht van opslagsystemen komen we tot een selectie van drie focusgebieden waarvan verwacht mag

worden dat deze goede kansen bieden voor de ontwikkeling van bedrijvigheid in Zuid-Nederland binnen een

termijn van 5 tot 10 jaar. Deze selectie van focusgebieden is gebaseerd op gesprekken met bedrijven en

kennisinstellingen, literatuuronderzoek en een workshop met stakeholders.

De geselecteerde focusgebieden zijn Solar Fuels, Li-ion en PCM's. Hieronder gaan we kort op deze gebieden in.

Solar Fuels betreft een cluster van opslagsystemen, waarbij

energie wordt opgeslagen in de vorm van synthetische

koolwaterstoffen geproduceerd uit CO2 en H2O met

behulp van chemische processen. Solar Fuels wordt ook

wel aangeduid als "CCU": Carbon Capture and

Utilisation.

Het nieuw te vormen kennisinstituut DIFFER gaat de komende

jaren vanuit Eindhoven hiermee aan de slag. Veel van de hightech

bedrijven uit de Brainport regio die bij het onderwerp energieopslag

betrokken zijn, beschikken over kennis die relevant is voor de verdere ontwikkeling van Solar Fuels. Daarnaast

is ook de procestechnologie van de West-Brabantse / Zeeuwse chemie relevant.

Het onderwerp Solar Fuels staat nog in de kinderschoenen, veel onderzoek is nog nodig. Om op korte termijn

vanuit dit onderzoek te komen tot bedrijfsmatige activiteiten, stellen we voor om als eerste actie in de

Roadmap een proceskaart uit te werken, waarin de keten van CO2 naar Solar Fuels tot in kleine deelprocessen

en processtappen uiteen wordt gerafeld. Iedere deelstap zal kansen bieden voor bedrijven en kenniscentra om

in te stappen in de ontwikkeling van Solar Fuels. Kenniscentra kunnen gestimuleerd worden om hiaten in het

kennisniveau voor specifieke deelgebieden in onderwijsprogramma's op te nemen. Voor bedrijven ontstaan

kansen om voor deelstapjes te komen met innovatieve oplossingen, die al snel in deelprocessen ingezet kunnen

gaan worden. Praktijkexperimenten kunnen bedrijven stimuleren om innovaties aan te dragen. Ten slotte is er

behoefte aan regelmatige verkenning van het marktpotentieel voor de verschillende toepassingsgebieden.

Wereldwijd is er veel aandacht voor Lithium-ion (Li-ion) als elektrisch opslagsysteem, met name voor

automotive en mobiele toepassingen. Li-ion leent zich goed als opslagtechnologie voor slimme


een verkenning


N1122

elektriciteitsnetwerken, in combinatie met elektrisch rijden. In Zuid-

Nederland zijn vele bedrijven en kennisinstellingen actief met de

ontwikkeling van Li-ion materialen, regelsystemen, elektrisch rijden

en intelligente netwerken. De TU/e speelt hier een grote rol in.

Ook vanuit de automotive innovatie programma's is er veel

aandacht voor Li-ion opslag systemen.

Vanuit deze roadmap adviseren we daarom vooral om de

programma's waarin Li-ion al aan bod komt, te volgen en slechts

in beperkte mate aanvullende activiteiten te entameren. Dit

laatste betreft dan met name versterking van het

kennisnetwerk. Gegeven de huidige activiteiten rond Li-ion in

de regio Brainport, zijn er goede mogelijkheden voor deze regio om een coördinerende rol te spelen in de

versterking en verankering van een Li-ion kennisnetwerk op Nederlandse schaal. Hiermee kan een impuls

gegeven worden aan de ontwikkeling van nieuwe ontwikkelingen en markten rond Li-ion.

Phase Change Materials, oftewel PCM's, zijn enerzijds zeer traditioneel, maar anderzijds innovatief en in

opkomst. Ten opzichte van water onderscheiden deze materialen zich door een hogere energiedichtheid.

Daarnaast lenen zij zich goed om rond het smeltpunt van het

PCM de temperatuur langere tijd stabiel te houden. Er zijn

concepten in ontwikkeling voor warmteopslag in

gebouwen, maar ook voor mobiel warmtetransport. Het

onderwerp PCM's staat in Nederland slechts in beperkte

mate in de belangstelling. Dit biedt Zuid-Nederland de

mogelijkheid om zich met dit onderwerp "op de kaart" te

zetten.

Om te komen tot de toepassing van PCM's als

opslagsysteem, dient organisatie van de waardeketen voorop te staan: breng partijen

bij elkaar om te komen tot effectieve ontwikkeling en toepassing van warmteopslagsystemen. Organiseer de

overdracht van onderzoek naar marktrijpe concepten. Ook kunnen er concrete pilots vanuit eerdere

haalbaarheidsonderzoeken uitgevoerd worden, met name rond de toepassing van PCM voor transport van

restwarmte.

Naast deze drie focusgebieden zijn er andere opslagsystemen die kansen bieden om additionele bedrijvigheid in

Zuid-Nederland te ontwikkelen. Dit betreft met name de ontwikkeling van Waterstof als opslagsysteem, de

ontwikkeling van een ondergronds grootschalig opslagsysteem in Zuid-Limburg (OPAC) en de ontwikkeling van

TCS als volgende generatie warmteopslagsysteem (opvolger voor PCM's). Voor deze technologieën geldt dat er

op langere termijn goede verwachtingen zijn voor wat betreft marktpotentieel een toepasbaarheid, maar dat wij

verwachten dat er binnen de zichttermijn van deze roadmap slechts in beperkte mate additionele bedrijvigheid

in Zuid-Nederland mee is te ontwikkelen.

Ten slotte merken we op dat er op het gebied van biobrandstoffen, die beschouwd kunnen worden als

opslagsysteem voor energie uit zonlicht, grote programma's in Zuid-Nederland lopen, in het kader van de

ontwikkeling van de biobased Economy. Voor de ontwikkeling van bedrijvigheid op het gebied van deze stoffen

verwijzen we naar deze programma's.


een verkenning


N1122

Inhoudsopgave

1 Verantwoording ............................................................................................................ 5 1.1 Vraagstelling ......................................................................................................... 5 1.2 Reikwijdte van de Roadmap .................................................................................... 5 1.3 Voor wie is deze Roadmap bedoeld? ......................................................................... 6 1.4 Zichttermijn van de Roadmap ................................................................................. 6

2 Inleiding ...................................................................................................................... 7 2.1 Waarom opslag? .................................................................................................... 7 2.2 Definitie................................................................................................................ 8

3 Technologieën, systemen, concepten .............................................................................. 10 3.1 Biologische opslag ................................................................................................ 10 3.2 Chemische opslag ................................................................................................. 11 3.3 Elektrochemische opslag ........................................................................................ 12 3.4 Elektrische opslag ................................................................................................. 12 3.5 Mechanische opslag .............................................................................................. 13 3.6 Thermische opslag ................................................................................................ 14 3.7 Thermochemische opslag ....................................................................................... 15

4 Kenmerken Zuid-Nederland ........................................................................................... 16 4.1 Geografisch en demografisch ................................................................................. 16 4.2 Economische centra .............................................................................................. 18 4.3 Individuele Kennisdragers en bedrijven ................................................................... 19

5 Kansen Energieopslag Zuid-Nederland ............................................................................ 22 5.1 Uitgangspunten .................................................................................................... 22

5.1.1 Relevant in nationaal/internationaal marktperspectief ............................................ 22 5.1.2 Passend bij de kenmerken van de regio ............................................................... 23 5.1.3 Eigen karakter .................................................................................................. 23

5.2 Inventarisatie kansen ............................................................................................ 24 5.2.1 Waterstof ......................................................................................................... 24 5.2.2 Solar Fuels ....................................................................................................... 25 5.2.3 Li-ion ............................................................................................................... 25 5.2.4 Supercondensatoren .......................................................................................... 26 5.2.5 Vliegwielen ....................................................................................................... 27 5.2.6 Pompaccumulatie .............................................................................................. 27 5.2.7 Buffervaten ...................................................................................................... 28 5.2.8 PCM's ............................................................................................................... 29 5.2.9 Thermochemische opslag ................................................................................... 30

5.3 Conclusie ............................................................................................................. 32 6 Uitwerking focusgebieden .............................................................................................. 34

6.1 Focusgebied Solar Fuels......................................................................................... 34 6.2 Focusgebied Li-ion ................................................................................................ 37 6.3 Focusgebied PCM's ................................................................................................ 39

7 Samenvatting acties focusgebieden ................................................................................ 42 Bijlage 1 Overzicht geraadpleegde bronnen ........................................................................... 43 Bijlage 2 Bevindingen workshop ........................................................................................... 44


een verkenning


N1122

1 Verantwoording

1.1 Vraagstelling

"Is er voldoende businesspotentieel voor Zuid-Nederland op het

gebied van energieopslag, als we de marktkansen die er zijn

confronteren met de sterkten van de Zuid-Nederlandse

(hightech)industrie", zo luidt de vraagstelling die aan de basis

ligt van de Roadmap Energieopslag.

Wereldwijd wordt er gestreefd naar een duurzame

energievoorziening. Mismatch tussen vraag en aanbod, zowel in

tijd als in plaats, leidt tot een toenemende vraag naar nieuwe

energieopslagsystemen. Denk aan balancering van vraag en

aanbod in smart grids, of aan opslagsystemen voor duurzame

mobiliteit. Ook in de gebouwde omgeving, waar steeds meer

restwarmte, thermische zonne-energie en geothermie ingezet

wordt, is er vraag naar dag- en seizoensopslag.

In Zuid-Nederland zijn diverse mogelijkheden voor bedrijven en

instellingen om een actieve rol te spelen in de ontwikkeling van

energieopslag. Enkele partijen spelen al een grote rol, anderen

staan op het punt van instappen.

De opdrachtgevers voor deze Roadmap

(ontwikkelingsmaatschappijen LIOF, BOM, IMPULS Zeeland en

MKB-intermediair Syntens) erkennen het belang van

energieopslag en zien mogelijkheden bedrijvigheid op dit gebied

te ontwikkelen teneinde een economische impuls in Zuid-

Nederland te genereren. Hiervoor hebben zij het verzoek tot het

opstellen van een Roadmap Energieopslag uitgezet.

1.2 Reikwijdte van de Roadmap

De aanpak "Roadmap" wordt voor vele technologische gebieden

gebruikt. Denk aan de Roadmap 'Zon op Nederland' die door de

Nederlandse PV sector is samengesteld (Berenschot e.al. 2011).

Of aan de 'Smart Grids Technology Roadmap' die begin 2011

door het IEA is gepubliceerd (International Energy Agency

2011).

Dergelijke Roadmaps zijn sectorbrede verkenningen, bedoeld

om richting te geven aan technologische ontwikkelingen op

nationale of internationale schaal.

Bedrijvigheid op het gebied van energieopslag is er in

soorten in maten:

- binnen de eigen organisatie gebruik maken van

energieopslagsystemen. Voorbeeld: noodstroom

accu's om stroomstoringen mee te overbruggen.

- energieopslagsystemen gebruiken om energie

aan anderen te kunnen leveren. Voorbeeld: inzet

van warmte-buffers om restwarmte aan

omliggende bedrijven te leveren.

- energieopslagsystemen ontwikkelen, produceren

en verkopen.

- kennis over energieopslagsystemen ontwikkelen,

vermarkten en overdragen.

In deze roadmap richten we ons vooral op de laatste

twee vormen van bedrijvigheid.


een verkenning


N1122

Voorliggende Roadmap Energieopslag Zuid-Nederland is minder

omvangrijk, en verkent het domein energieopslag middels een

aantal interviews, gesprekken, literatuuronderzoek en een

workshop. Vandaar de ondertitel "een verkenning".

1.3 Voor wie is deze Roadmap bedoeld?

De Roadmap is bedoeld voor zowel de opdrachtgevers als voor

bedrijven en kennisinstellingen, zodat zij vanuit een gedeelde

basis samen verder kunnen werken aan het ontwikkelen van

Zuid-Nederlandse bedrijvigheid op het gebied van

energieopslag.

De opdrachtgevers kunnen aan de hand van deze verkenning

specifieker binnen het veld energieopslag besluiten om één of

meer focusgebieden te gaan ontwikkelen of te intensiveren. De

Roadmap bevat hiervoor concrete aanbevelingen.

De opdrachtgevers kunnen echter niet zelf bedrijvigheid op het

gebied van energieopslag realiseren. Zij kunnen dit uitsluitend

faciliteren.

Bedrijven en kennisinstellingen kunnen deze verkenning

gebruiken als ondersteuning in hun keuzes voor één of meer

focusgebieden binnen het domein energieopslag. De

aanbevelingen uit deze Roadmap kunnen hierbij als

uitgangspunt gehanteerd worden. Het staat partijen natuurlijk

vrij om andere keuzes te maken, voor specifieke technologische

gebieden en markten waarvan zij verwachten dat deze kansen

bieden voor het ontwikkelen van bedrijvigheid.

1.4 Zichttermijn van de Roadmap

De Roadmap richt zich op ontwikkeling van bedrijfsmatige

activiteiten op de middellange termijn, dit wil zeggen binnen een

termijn van 5 tot 10 jaar.


een verkenning


N1122

2 Inleiding

2.1 Waarom opslag?

Opslag van energie is niets nieuws. In fossiele brandstoffen is

energie uit zonlicht opgeslagen in de vorm van chemische

stoffen, bij verbranding van deze stoffen komt deze energie

weer vrij. Om het zonlicht om te zetten in brandstof, is er

gebruik gemaakt van verschillende conversieprocessen. Eerst is

het zonlicht omgezet in biomassa (via fotosynthese), vervolgens

is de biomassa omgezet in ruwe brandstof (via vergisting,

verhitting, compressie en andere geologische processen). De

ruwe brandstof wordt, na eeuwen opslag in de aardkorst,

gewonnen, gekraakt en gezuiverd voor gebruik.

Uiteindelijk wordt de energie, die in chemische vorm in de

brandstof is opgeslagen, omgezet in warmte, elektriciteit of

beweging (via verbranding).

In de context van deze routekaart kijken we echter naar nieuwe

vormen van opslag. Dit doen we in het kader van een

omschakeling naar een nieuwe energie voorziening. Voor een

deel zal de toekomstige energievoorziening gestoeld zijn op

duurzame bronnen als zonne- en windenergie en biomassa. Om

deze bronnen te kunnen benutten, is opslag onvermijdelijk.

Zonnepanelen en windturbines leveren energie met grote

fluctuaties, die vrijwel nooit synchroon lopen met het

vraagpatroon. Deze bronnen vragen om opslagsystemen om

deze fluctuaties op te vangen. Het gaat dan om fluctuaties zowel

op een heel kleine tijdsschaal (een wolk voor de zon) als op

dag-, maand- of jaarbasis (seizoenspatronen).

In de transportsector, waar nog een zeer grote afhankelijkheid

is van fossiele energie, zal een omschakeling plaatsvinden naar

elektriciteit of andere brandstoffen (biofuels, waterstof). Met

name voor de opslag van elektriciteit en waterstof zullen nieuwe

vormen van opslag nodig zijn.

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


een verkenning


N1122

De energietransitie zal ook voor de reguliere warmte- en

elektriciteitsvoorziening leiden tot meer opslag. Waar de

klassieke energie-infrastructuur van grote centrales naar vele

afnemers top-down is aangelegd, ontstaat er in toenemende

mate een complex, fijnmazig netwerk van zowel centrale als

decentrale energieproductie, en afnemers van vele soorten en

maten. Netwerken zullen intelligent worden, om om te kunnen

gaan met veel verschillende vormen van energieaanbod en met

veel verschillende vormen van energievraag.

Overigens moet binnen het kader van "intelligente netwerken"

gedacht worden aan zowel warmte- als elektriciteitsopslag. In

dit verband merken we op in situaties waarin elektriciteit wordt

ingezet voor verwarming of koeling, warmte-opslag veelal

kosteneffectiever kan zijn dan elektriciteitsopslag. In intelligente

elektriciteitsnetwerken kunnen stationaire warmte- en koude-

opslagsystemen in de gebouwde omgeving een grote rol spelen.

2.2 Definitie

Opslag wordt in algemene zin gebruikt om "iets" voor langere

tijd te bewaren, of om te vervoeren van de ene plek naar de

andere. In het kader van deze routekaart kunnen we dit voor

energie als volgt definiëren:

" The development of smart grids is essential if the

global community is to achieve shared goals for

energy security, economic development and climate

change mitigation. Smart grids enable increased

demand response and energy efficiency, integration

of variable renewable energy resources and electric

vehicle recharging services, while reducing peak

demand and stabilizing the electricity system."

(International Energy Agency 2011)

Warmte is een "klassieke" vorm van energie, die

sinds de ontdekking van het vuur in prehistorie door

mensen opgeslagen en gebruikt wordt. Opslag van

warmte is technisch erg eenvoudig, door warm

materiaal te isoleren van zijn omgeving.

Elektrische energie is in vergelijking hiermee een

"jonge" energievorm, die zich niet zo gemakkelijk laat

opslaan. Elektrische ladingen "verdwijnen" snel in

geleidende stoffen, voor opslag worden chemische of

fysische processen gebruikt met verschillende stoffen

en hulpmiddelen. Dit maakt elektriciteitsopslag in het

algemeen relatief duur ten opzichte van warmte-

opslag.

Energieopslag is het vastleggen van beschikbare

elektriciteit, warmte of beweging voor gebruik op een

andere plaats en/of tijdstip.

Afbeelding 2.2: definitie van energieopslag.


een verkenning


N1122

In deze Roadmap hebben we het vooral over technische

systemen (elementen, units), waarin een begrensde hoeveelheid

energie opgeslagen kan worden.

Een bijzonder rol spelen de energiedragers waterstof en

(bio)brandstoffen. Voor zover ze geproduceerd worden met als

doel het vastleggen van elektriciteit, warmte of beweging in een

energiedrager, voldoen deze stoffen aan onze definitie van

energieopslag, en worden ze in deze Roadmap behandeld. Een

voorbeeld hiervan is de productie van waterstof met behulp van

elektriciteit.

De meeste biobrandstoffen worden echter gemaakt van

agrarische grond- of reststoffen, en zijn hiermee een systeem

om energie uit zonlicht in op te slaan. Hiermee vallen deze

biobrandstoffen buiten de door ons gehanteerde definitie van

energieopslag. Dit laat onverlet dat rol van biobrandstoffen in

een toekomstige, duurzame, energievoorziening groot zal zijn.

Ontwikkelingsactiviteiten hiervoor worden uitgevoerd als

onderdeel van de Biobased Economy agenda. Zuid-Nederland

speelt hierin een prominente rol (m.n. Zeeland / West-

Brabant). Voor de ontwikkeling van biobrandstoffen verwijzen

we naar de verschillende programma's rondom het thema

Biobased Economy.

Biobased economy zit in het DNA van de regio

"Groene chemie is een groeiende business. De

bedrijven in Zuidwest-Nederland werpen zich op als

trekker en zijn een Europese proeftuin voor de

biobased economy.

De regio bouwt aan toplocaties. Ondernemers,

overheden en onderwijsinstellingen hebben de

handen ineengeslagen en zetten daarmee Zuidwest-

Nederland op de kaart en creëren daarmee een

aantrekkelijke voedingsbodem voor bedrijven die

zich in Zuidwest-Nederland willen vestigen. De

ontwikkelingen worden versterkt door de realisatie

van de Green Chemistry Campus in Bergen op Zoom,

het agro- en foodpark Nieuw Prinsenland in

Dinteloord, de continu doorontwikkeling van Biopark

Terneuzen en Biobase Europe en de initiatieven om

onderzoeks- en laboratorium- faciliteiten bij

individuele bedrijven en hogescholen in de regio te

delen volgens het model van open innovatie."

(Provincie Noord-Brabant, Provincie Zeeland, e.a.

2010)


een verkenning


N1122

3 Technologieën, systemen, concepten

Opslagsystemen kunnen op velerlei manieren gecatalogiseerd

worden. Wij kiezen voor een indeling op grond van het

basisprincipe van het opslagsysteem. Onderstaande lijst geeft

een overzicht, met per principe een aantal voorbeeldsystemen:

Principe Voorbeeldsysteem Principe Voorbeeldsysteem

Biologisch Zetmeel

Glycogeen Elektrisch

Condensator

Supercondensator

Magnetische supergeleiding

Chemisch

Waterstof

Solar Fuels

Vloeibare stikstof

Knalgas

Waterstofperoxide

Mechanisch

Perslucht

Vliegwiel

Pompaccumulator

Waterkracht

Veersysteem

Gravitatie

Elektrochemisch

NiCd / NiMH batterijen

NaS batterijen

Lood/Zwavelzuuraccu

Li-ion batterijen

Flow batterijen

Thermisch

Buffervat

Solar Pond

Hot Dry Rock

PCM's

WKO

Thermochemisch Sorptie

Tabel 3.1: overzicht opslagsystemen per werkingsprincipe

Hieronder gaan we kort in op een aantal van bovengenoemde

systemen en principes.

3.1 Biologische opslag

Onder biologische opslag verstaan we natuurlijke processen

waarbij energie kan worden opgeslagen in vaste of vloeibare

biomassa. Voorbeelden zijn hout, algen en agrarische

restproducten. In het algemeen wordt er in biologische

materialen energie uit zonlicht opgeslagen. Zoals in hoofdstuk

2.2 aangegeven, vallen deze materialen buiten onze definitie

van energieopslag.

Wel binnen scope van deze roadmap is de opslag van

elektriciteit en warmte in algen in gesloten containers. Hierbij

wordt de elektriciteit eerst in licht omgezet met behulp van

LED's. In Nederland is het bedrijf Algae Food & Fuel met twee

proefprojecten met dit concept begonnen (Lelystad en Hallum).

OnderwaterLED's hiervoor zijn ontwikkeld door het bedrijf

Tendris. De ontwikkeling van algenteelt met LED's verkeert nog

in een ontwikkelingsstadium. Het toepassingspotentieel is

onduidelijk.


een verkenning


N1122

3.2 Chemische opslag

Chemische opslag is de vastlegging van energie in stoffen met

behulp van (omkeerbare) chemische reacties in een niet-

natuurlijke omgeving (natuurlijke systemen vallen onder de

biologische opslagsystemen). Het opslagsysteem bestaat

feitelijk uit de chemische stof die als energiedrager fungeert.

Waterstof, en vloeibare koolwaterstoffen zijn de belangrijkste

systemen binnen deze groep.

Waterstof wordt gezien als één van de energiedragers van de

toekomst. Samen met brandstofcellen zijn er vele

mogelijkheden voor schone en stille energie die bijvoorbeeld

voor mobiliteit ingezet kunnen worden. Waterstof is een

veelzijdige energiedrager, die kan worden opgeslagen in eigen

systemen (tanks, metaalhydrides), maar ook worden

bijgemengd in aardgasnetwerken.

Er lopen zeer omvangrijke onderzoeksprogramma's in de VS,

Japan en Europa. Nederland kent DutchHy, de Nederlandse

Waterstof Coalitie. Deze bundelt de krachten van overheden,

bedrijfsleven en onderzoeksinstellingen om niet alleen de

waterstoftechnologie verder te ontwikkelen, maar ook de

toepassing ervan te versnellen.

Zuidelijk Nederland kent WaterstofNet, een Interreg Programma

waarin met Vlaanderen wordt samengewerkt op het gebied van

de ontwikkeling en demonstratie van waterstoftoepassingen.

Interstedelijk transport, maritiem transport, distributie en

gebruik van restwaterstof zijn de hoofdlijnen in het WaterstofNet

programma. Ook opleiding en onderwijs zijn een belangrijk

onderdeel van WaterstofNet.

Een andere chemische opslagvorm betreft de zogenaamde

Solar Fuels. Hieronder verstaan we koolwaterstoffen die

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

elektriciteit. In Nederland gaat het FOM instituut voor

plasmafysica onder de naam DIFFER (Dutch Institute for

fundamental Energy Research) in Eindhoven werken aan de

ontwikkeling van Solar Fuels. Één van de routes voor de

productie van Solar Fuels die door DIFFER ontwikkeld gaat

worden, verloopt via de omzetting van CO2 in CO, en H2O in H2.

De productie van vloeibare koolwaterstoffen uit koolmonoxide

en waterstof is een conventioneel chemisch proces (het Fischer-

Tropsch proces) voor de productie van synthetische

koolwaterstoffen.

De ontwikkeling van Solar Fuels staat nog in de kinderschoenen.

Het toepassingspotentieel is nog onduidelijk.

“Hydrogen technologies will play a significant role in

the safe, clean and sustainable energy household of

the future. The Netherlands supports hydrogen

related research, development and deployment. The

transition will also create new business

opportunities” (DutchHy 2009)

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


een verkenning


N1122

3.3 Elektrochemische opslag

Vele vormen van elektrochemische opslag worden al op grote

schaal toegepast. Denk aan de loodaccu en de oplaadbare NiMH-

batterij. Redox-flow systemen worden al gebruikt voor

grootschalige opslag van elektriciteit. Er wordt aan vele nieuwe

systemen gewerkt, waaronder Natrium-Zwavel, Zink-Bromide

en Natrium-ion.

Veel aandacht wereldwijd is er voor Li-ion opslagsystemen,

voor zowel elektrisch rijden als voor centrale elektriciteitsopslag.

Er vindt wereldwijd veel onderzoek plaats naar materialen voor

Li-ion batterijen, regelsystemen en inpassingstrategieën.

Wereldwijd is al een substantiële productie van Li-ion batterijen,

zowel voor kleine toepassingen (laptops, telefoons, overige

elektronica) als voor elektrische voertuigen. De kern van de

productie ligt in Azië, alhoewel ook in de VS en Europa de

productiecapaciteit sterk wordt vergroot. Het is opvallend dat de

productie van Li-ion batterijen vooral plaats vindt in regio's met

een eigen automobielindustrie.

In Nederland richten de activiteiten zich vooral op onderzoek en

ontwikkeling aan de TU's in samenwerking met technische

bedrijven. TU Delft coördineert een groot Europees Li-ion

project. Aan de TU/e is er daarnaast veel aandacht voor

regelstrategieën. Ook vanuit het NWO programma worden veel

gelden ingezet op de ontwikkeling van materialen voor Li-ion

opslag.

In opkomst is de toepassing van Li-ion opslag in geïntegreerde

microsystemen in combinatie met elektronica, veelal sensoren.

Voorbeelden hiervan zijn slimme geneesmiddelen met

gedoseerde afgifte en autonome meet- en regelsensoren in

gebouwde omgeving. De TU/e werkt op dit gebied nauw samen

met o.a. IMEC.

3.4 Elektrische opslag

Voor directe opslag van elektriciteit, zonder omzetting, kan

gebruik worden gemaakt van condensatoren. Hierin kunnen

relatief kleine hoeveelheden elektriciteit voor korte termijn

opgeslagen worden. Condensatoren zijn geschikt voor zeer snel

laden en ontladen. De laatste jaren zijn uit condensatoren ook

supercondensatoren ontwikkeld, die zich onderscheiden van

klassieke condensatoren door een vele grotere ladingsdichtheid.

Supercondensatoren zijn bij uitstek geschikt voor

snellaadsystemen voor elektrische auto's en voor het opvangen

van korte fluctuaties in het elektriciteitsnet.

"The electric-vehicle and lithium-ion battery business

holds the promise of large potential profit pools for

both incumbents and new players; however,

investing in these technologies entails substantial

risks. It is unclear whether incumbent OEMs and

battery manufacturers or new entrants will emerge

as winners as the industry matures. As it stands

today, the stage is set for a shakeout among the

various battery chemistries, power-train

technologies, business models, and even regions.

OEM's, suppliers, power companies, and

governments will need to work together to establish

the right conditions for a large, viable electric-vehicle

market to emerge. The stakes are very high." (Boston

Consulting Group 2010)

Afbeelding 3.2: ketenbenadering Li-ion - er zijn meer

kansen voor de markt dan uitsluitend batterij

productie(D-INCERT juni 2011)


een verkenning


N1122

3.5 Mechanische opslag

Vliegwielen zijn met name geschikt voor het (kortstondig)

opslaan van zeer grote vermogens. Denk aan het afvangen van

korte pieken in het elektriciteitsnet, of aan het opslaan van rem-

energie van voertuigen. Voor deze laatste toepassing hebben

vliegwielen de unieke eigenschap, dat zij rechtstreeks energie

uit een roterende beweging op kunnen slaan. Aan de

ontwikkeling van vliegwielen voor voertuigen wordt in Zuid-

Nederland al ruim 25 jaar gewerkt, onder andere door CCM uit

Nuenen, samen met de TU/e. Grote vliegwielinstallaties voor

netbalancering en als noodstroomvoorziening zijn al op diverse

plekken in de wereld gerealiseerd.

Een andere mechanische vorm van energieopslag betreft de

Pumped Hydro Storage (PAC). Hierbij wordt water naar een

hooggelegen stuwmeer opgepompt met elektriciteit die

opgeslagen moet worden. Op latere momenten kan deze

elektriciteit weer teruggewonnen worden door de

waterkrachtcentrale van het stuwmeer te gebruiken. Deze

systemen worden al op grote schaal ingezet, zowel voor

seizoensopslag als voor dag/nacht opslag. In traditionele

systemen wordt gebruik gemaakt van bestaande stuwmeren in

gebieden met grote hoogteverschillen.

Nederland kent het "Plan Lievense", een voorstel uit de jaren '70

om windenergie op te slaan door water uit een groot "valmeer"

in het IJsselmeer te pompen. Bij een tekort aan elektriciteit laat

men weer water 'vallen' in het lager gelegen meer. Door water

via turbines binnen te laten, wordt elektriciteit opgewekt. Een

alternatief plan, dat voor Zuid-Limburg is uitgewerkt, is de

opslag van energie in een ondergrondse centrale, met een hoog

bekken op maaiveldniveau en een laag bekken op 1.400 meter

diepte.

Een derde vorm van mechanische opslag waar veel aandacht

voor is, is de Compressed Air Energy Storage (CAES).

Hierbij wordt lucht onder hoge druk opgeslagen in lege

aardgasvelden, zoutmijnen of grotten. Wereldwijd zijn er een

beperkt aantal van dergelijke systemen gerealiseerd, terwijl er

voor verschillende nieuwe systemen haalbaarheidsonderzoeken

plaats vinden. In Nederland zou een CAES mogelijk haalbaar zijn

in lege aardgasvelden in Drenthe.

Afbeelding 3.3: Noodstroomvoorziening op basis van vliegwielen.

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


een verkenning


N1122

3.6 Thermische opslag

Onder thermische opslag verstaan we vooral het direct opslaan

van warmte in een geschikt medium. Het meest klassieke

systeem hiervoor is uiteraard het buffervat voor opslag van

water. Ook in de netwerken van de stadsverwarmingsbedrijven

kan veel warmte tijdelijk worden opgeslagen, waarmee

kortstondige fluctuaties in warmtevraag goed kunnen worden

opgevangen. Voor langdurige opslag maken ook de

stadsverwarmingsnetwerken gebruik van grote buffervaten.

In een verbeterde vorm maken deze buffervaten gebruik van

gelaagde opslag. Hierbij wordt er gebruik gemaakt van het

fenomeen dat in het boilervat het warme water bovenin, en het

koudere water onderin zal blijven (mits er niet teveel turbulentie

is). Hierdoor kan er in één vat warmte van verschillende

temperaturen opgeslagen worden, en ook onttrokken worden

(bijvoorbeeld tapwater van 60°C en water voor verwarming van

90°C). Deze systemen bieden hiermee goede mogelijkheden om

warmte van verschillende bronnen in op te slaan (zonnecollector

+ HR-ketel; restwarmte + zonnecollectoren). Gelaagde

opslagsystemen kunnen tot op wijkniveau toegepast worden.

Hiermee is vooral in Duitsland ervaring opgedaan.

In Nederland is er de afgelopen twintig jaar veel aandacht

besteed aan de ontwikkeling van opslagsystemen voor warmte

in de bodem, zgn. warmte/koude opslag systemen (WKO-

systemen). Op dit gebied is Nederland wereldwijd koploper,

met tientallen WKO-systemen voor individuele, grote,

gebouwen, en voor verschillende woonwijken en

bedrijventerreinen.

In WKO's wordt 's zomers warmte op een laag

temperatuurniveau opgeslagen (tot maximaal 25°C), voor

gebruik in de winter. In de winter kan deze warmte benut

worden voor verwarming, hiervoor moet de warmte echter wel

eerst worden "opgewaardeerd" naar een hoger

temperatuurniveau. Hiervoor wordt in het algemeen gebruik

gemaakt van warmtepompen. De warmte die in de zomer wordt

opgeslagen, kan afkomstig zijn van dezelfde afnemers (het

opslaan van warmte in de zomer is hierbij het directe gevolg van

het leveren van koeling, dit is met name interessant voor

kantoren, winkels, enz.). De warmte kan ook worden gewonnen

met behulp van zonnecollectoren, of aan oppervlaktewater

worden onttrokken. Er is een commercieel systeem beschikbaar

dat de warmte wint uit het wegdek met behulp van

asfaltcollectoren.

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

Afbeelding 3.6: Gelaagd warmte-opslagsysteem op wijkniveau.


een verkenning


N1122

In klassieke thermische systemen wordt energie opgeslagen

door het verwarmen van een medium (meestal water). Extra

energie kan worden opgeslagen door het opslagmedium in een

andere fasetoestand te brengen, bijvoorbeeld van vast in

vloeibaar, of van vloeibaar in gasvormig. Een faseovergang kost,

of levert, veel energie bij een gelijkblijvende temperatuur (de

stollingswarmte, of de verdampingsenergie). Faseovergangen

zijn geen chemische maar fysische processen, en volledig

omkeerbaar. Materialen die hiervoor gebruikt kunnen worden,

worden PCM's (Phase Change Materials) genoemd. Ieder

PCM kent zijn eigen specifieke temperatuur waarbij de

faseovergang plaats vindt. Er zijn PCM basismaterialen

commercieel beschikbaar, en ook water/ijs kan als PCM gebruikt

worden. Door het combineren van verschillende basismaterialen

kunnen specifieke gebruikstemperaturen gerealiseerd worden.

PCM's vinden ook hun weg in de medische sector, als verpakking

of als "cold pack".

Er vindt in Europa al veel onderzoek plaats om deze materialen

geschikt te maken als geïntegreerd opslagsysteem in

bouwmateriaal.

3.7 Thermochemische opslag

In het verlengde van warmteopslag door faseovergang in een

materiaal, kan er ook warmte in materialen worden opgeslagen

met behulp van chemische processen. Hierbij valt het materiaal

bij verwarmen uiteen in twee andere stoffen, die apart

opgeslagen kunnen worden. Het bij elkaar brengen van deze

stoffen leidt tot een chemische reactie waarbij de warmte weer

vrij komt. Het voordeel van deze vorm van opslag, is dat er veel

grotere energiedichtheden mee bereikt kunnen worden dan bij

thermische opslag. De uitdaging is echter, om stoffenparen te

vinden die beheersbaar, reversibel en efficiënt gebruikt kunnen

worden.

Sinds enige tijd wordt er gewerkt aan zouten die grote

hoeveelheden water aan zich kunnen binden, via zgn. sorptie

processen. Er zijn verschillende onderzoeksinstituten wereldwijd

bezig om met deze materialen opslagsystemen te realiseren. In

Europees verband is TNO coördinator van een onderzoeksproject

op het gebied van sorptie. Ook aan de TU/e vindt onderzoek

naar sorptie plaats.

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

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

"Eén van de componenten die essentieel is om een

substantiële energiebesparing in de gebouwde

omgeving te bereiken, maar waarvoor op dit moment

nog geen kant-en-klare technologie voorhanden is, is

het op een compacte wijze opslaan van het zomerse

overschot aan zonnewarmte voor gebruik in de

winter.

Water en faseovergangsmaterialen bieden hiervoor

geen oplossing; alleen thermochemische materialen

lijken geschikt voor lange-termijnopslag van warmte.

Met een opslagsysteem gebaseerd op deze

materialen kan in theorie 5 tot 10 keer zoveel

warmte worden opgeslagen als in een systeem

gebaseerd op water. Daarnaast treden er geen

warmteverliezen op." (ECN 2010)


een verkenning


N1122

4 Kenmerken Zuid-Nederland

Het domein energieopslag is breed en veelzijdig. Om te bepalen

welke systemen zich het best lenen voor het ontwikkelen van

nieuwe bedrijvigheid in Zuid-Nederland, is het van belang om de

kenmerken van opslagsystemen te matchen met specifieke

kenmerken en sterktes van de regio. Immers, geografische en

demografische kenmerken bijvoorbeeld kunnen een specifiek

systeem kansrijk maken of juist niet, bepaalde typen

bedrijvigheid sluiten goed aan op de verdere

ontwikkeling en implementatie van een energieopslag

techniek of niet, en de aanwezigheid van

kennisdragers is essentieel voor de verdere

ontwikkeling van toepassingen van systemen.

4.1 Geografisch en demografisch

De tabel op de volgende pagina geeft een overzicht van de

geografische kenmerken van de drie zuidelijke provincies,

onderverdeeld in 9 zgn. COROP-regio's. Belangrijke geografische

kenmerken zijn het water (Zeeland), de verstedelijking in het

hart van Noord Brabant (B5, BrabantStad: Breda, Eindhoven,

Helmond, ’s-Hertogenbosch en Tilburg), en het nationaal

landschap Zuid Limburg met daaromheen een sterk

verstedelijkte schil (Maastricht, Heerlen, Geleen-Sittard).

De overige gebieden zijn landelijk van aard met verschillende

landschappelijke waarden en een groot deel agrarisch gebied.

De bevolkingsdichtheid is sterk gevarieerd. Terwijl de

bevolkingsdichtheid in Noord-Brabant vergelijkbaar is met het

gemiddelde van Nederland, is Zeeland relatief dunbevolkt, en

Zuid-Limburg dicht bevolkt.

Er zijn twee regio's waar sprake is van krimp (Zeeuws

Vlaanderen, Zuid Limburg), en ook in de overige regio's is de

groei van de bevolking lager dan gemiddeld in Nederland.

West Brabant en Zeeuws Vlaanderen hebben relatief een hoog

bruto binnenlands product. Dit wordt veroorzaakt door het grote

aandeel proces- en bulkindustrie in die regio (Moerdijk,

Terneuzen). In absolute termen levert het oostelijk deel van

Noord Brabant, rond de kernen Eindhoven en Helmond, de

grootste bijdrage aan het bruto binnenlands product.


een verkenning


N1122

Bron: CBS Jaar: 2008 - 2011

Zeeland Noord Brabant Limburg NL Zeeuws

Vlaanderen Overig

Zeeland West Midden Noord

Oost Zuid Oost

Noord Midden Zuid

Oppervlak [ha]; jaar: 2008 87.587 205.800 130.277 93.328 138.788 145.781 85.411 69.453 66.057 4.154.307

excl binnen- en buitenwater [ha];jaar:2008 73.175 105.238 121.943 90.139 135.366 143.991 83.344 66.534 65.104 3.371.903

Aantal inwoners jaar: 2010

< 20 % 21 24 23 23 24 23 23 22 20 24

20 - 65 % 59 58 61 61 61 61 60 61 61 61

>65 % 20 18 16 15 15 16 16 18 19 15

TOTAAL [aantal] 106.827 274.582 614.243 457.776 636.975 735.164 280.037 234.880 607.784 16.574.989

Bevolkingsdichtheid [inw/km² land] 146 261 504 508 471 511 336 353 934 492

Bevolkingsgroei [% per jaar]; jaar: 2009 -3,4 2,9 3,5 3,8 5,1 3,3 2,4 2,2 -1,8 5,4

Werkeloosheid [% beroepsbev]; jaar: 2009 4,4 3,8 5,6 5,1 5,0 5,3 5,5 4,8 6,9 5,4

Werkgelegenheid sectoren jaar: 2008

A/B Landbouw, bosbouw en visserij % 1 2 2 1 2 1 6 2 0 1

C/F Nijverheid en energievoorziening % 25 18 20 17 22 22 21 23 17 16

G/K Commerciële dienstverlening % 45 44 48 53 48 50 46 44 46 50

L/O Niet-commerciële dienstverlening % 29 35 30 29 29 27 27 31 36 33

Bruto binnenlands product jaar: 2008

Bbp [€ mld] 4,5 8,0 23,5 13,9 22,2 26,8 8,8 7,1 19,5 596,2

Bbp per inwoner [€/inwoner] 42.026 29.367 38.476 30.570 35.171 36.610 31.352 30.301 31.996 36.254


een verkenning


N1122

4.2 Economische centra

Het economische zwaartepunt van Zuid-Nederland is zonder

twijfel de regio Eindhoven. Sinds enige tijd zet deze regio zich

op de kaart als Brainport Eindhoven. Brainport rangschikt

zichzelf in de top 20 meest innovatieve regio's in Europa. De

regio is in 2011 door de Amerikaanse denktank Intelligent

Community Forum uitgeroepen tot de slimste regio ter wereld.

Andere belangrijke centra zijn Greenport Venlo (Nederlands 2e

centrum op het gebied van agrobusiness), Zuid Limburg Science

Campus rond Maastricht / Heerlen / Geleen-Sittard (Chemelot)

en het West-Brabantse en Zeeuwse cluster rond chemische

technologie (Moerdijk, Sloegebied, Terneuzen) en

voedingsmiddelen (Breda, Bergen op Zoom). Zuidwest-

Nederland richt zich sterk op de biobased economy.

Uiteraard zijn er vele andere locale, en regionale clusters en

initiatieven rond het creëren van specifieke bedrijvigheid.

Afbeelding 4.1: Bedrijfsmatige zwaartepunten Zuid-Nederland

Brainport regio Eindhoven mag zich 'Intelligent

Community of the Year 2011' noemen. Zo'n 400

steden en regio's wereldwijd probeerden deze titel in

de wacht te slepen. Uiteindelijk werd Brainport regio

Eindhoven afgelopen juni, in New York, tot winnaar

verkozen door internationale denktank het Intelligent

Community Forum (ICF).

'Slimme regio's' die Brainport voorgingen zijn onder

andere New York, Calgary, Seoul, Taipei, Singapore,

Waterloo en Stockholm.

Als 'bijzonder slim' en een internationaal voorbeeld,

ziet het ICF de intensieve samenwerking in Brainport

tussen overheden, kennisinstellingen en het

bedrijfsleven. Dit 'Brainport samenwerkingsmodel'

schept een gunstig economisch klimaat met alle

ruimte voor open innovatie, over economische

sectoren heen. Het resultaat zijn oplossingen voor

maatschappelijke problemen, een sterke

economische groei, veel werkgelegenheid en goede

toekomstperspectieven.

Brainport regio Eindhoven is ook 'de slimste' op basis

van onder andere de volgende prestaties:

- De helft van alle Nederlandse uitvindingen komt

uit Brainport, gemeten aan de hand van het

aantal Nederlandse patenten;

- Brainport loopt voorop in toptechnologie en

open innovatie gezien de hoge uitgaven aan

onderzoek en ontwikkeling: bijna een derde deel

van alle R&D uitgaven in Nederland;

- Brainport weet veel nieuwe banen te creëren:

20% van de - hoogopgeleide - beroepsbevolking

heeft een baan die in de afgelopen drie jaar is

gecreëerd en in totaal werken 400.000

professionals hard aan de economische groei.

(www.brainport.nl)


een verkenning


N1122

4.3 Individuele Kennisdragers en bedrijven

In het kader van deze Roadmap is er contact gelegd met een

groot aantal bedrijven, kennisinstituten en andere actoren in de

regio.

Belangrijke Zuid-Nederlandse kennisinstituten op het gebied van

energieopslag waar in het kader van deze Roadmap contact mee

is gelegd, zijn:

TU/e (Technische Universiteit Eindhoven). Aan de TU/e

houden verschillende onderzoeksgroepen zich bezig met

energieopslag, op vrijwel alle fronten: waterstof, Li-ion,

(super)condensatoren, PCM's en thermochemische opslag. Er

vindt onderzoek aan de TU/e plaats naar de ontwikkeling van

opslagsystemen voor elektriciteit in slimme energienetwerken,

in combinatie met elektrisch rijden. Behalve onderzoek naar

opslagmaterialen, vinden er ook veel activiteiten rond

regelsystemen en integratie in netwerken en voertuigen plaats.

Daarnaast vindt er onderzoek plaats naar opslagsystemen voor

warmte in het kader van onderzoek naar energiezuinige,

innovatieve bouwconcepten.

Hogeschool Zuyd. Kenniscentrum, huisvest RiBuilt (Research

Institute Built Environment of Tomorrow). Hieronder vallen de

onderzoeksgroepen 'Nieuwe Energie' en 'Gebouwde Omgeving

en Regionale Ontwikkeling'. Er wordt vanuit deze groepen

gewerkt aan o.a. zonnecellen (Leerwerkbedrijf Solar Solutions),

nieuwe bouwconcepten (de Wijk van Morgen), thermische

opslagsystemen (o.a. het Groene Net). In de loop van 2012

wordt mogelijk een lectoraat "warmte-opslag" ingesteld.

Het FOM - Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen is het

zwaartepunt van het Nederlandse natuurkundig onderzoek naar

kernfusie als energiebron en exploiteert internationale

onderzoeksfaciliteiten. Op basis van deze ambities heeft FOM

besloten haar instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen uit te

bouwen tot een instituut voor funderend energieonderzoek,

onder de naam DIFFER (Dutch Institute for Fundamental

Energy Research). Onderzoek naar Solar Fuels zal één van de

zwaartepunten worden voor DIFFER. Voor een optimale

inbedding in een academische omgeving is besloten het instituut

te verhuizen naar de campus van de TU Eindhoven.

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


een verkenning


N1122

Het programmabureau van het Innovatieprogramma Hightech

Automotive Systems (HTAS), gevestigd op de Hightech

Automotive Campus in Helmond speelt een coördinerende rol in

de ontwikkeling van de Nederlandse automotive sector. De

ontwikkeling van hybride en elektrische voertuigsystemen,

inclusief de thema's energieopslag en intelligente

energienetwerken spelen een rol binnen het programma van

HTAS. De ambitie van HTAS is een omzetgroei in de sector te

realiseren van meer dan € 4 miljard en 10.000 extra

arbeidsplaatsen in 2017 ten opzichte van startjaar 2007. In

2007 bedroeg de omzet € 12 miljard en bood de sector werk

aan 38.000 mensen.

Energy Hills is een grensoverschrijdend netwerk in de regio

Aken - Maastricht - Hasselt. Energy Hills verbindt bedrijven,

kenniscentra en publieke instellingen op het gebied van energie,

ten einde kennisoverdracht en innovatie in de regio te

bevorderen. Zowel Hogeschool Zuyd als de RWTH Aachen

(arbeitskreis Speicherung) zijn bij Energy Hills

aangesloten.

In totaal zijn er ca. 60 bedrijven en instellingen

in het kader van deze Roadmap benaderd (in de

afbeelding hiernaast met blauw rondjes

aangegeven).

Een overzicht van bedrijven en instellingen die, vanuit

deze groep van 60, informatie hebben verstrekt danwel

intensiever bij de Roadmap zijn betrokken, wordt in tabel 4.1

gegeven.

Het is vrijwel zeker dat we niet alle relevante bedrijven hebben

gesproken. De uitkomsten van deze initiële verkenning zijn

echter geen eindpunt maar de start van een proces, waarbij er

volop ruimte zal zijn voor partijen om activiteiten te

ondernemen naar eigen inzicht en strategie.

De meeste bedrijven waarmee contact is gelegd, bevinden zich

in het MKB-segment. Er is duidelijk een clustering

waarneembaar in de regio Eindhoven (hightech bedrijven,

intelligente netwerken, automotive). In Zuid-Limburg zijn er

relatief veel bedrijven rond zonne-energie geclusterd. In West-

Brabant en Zeeland is vooral met partijen uit de procesindustrie

gesproken. Er is hier o.a. een groot aanbod van restwarmte.


een verkenning


N1122

Bedrijf / instelling Plaats / regio Onderwerpen, thema's

Arcadis Maastricht PCM, gebouwde omgeving

Autarkis Almere PCM, TCS

CCM Nuenen Vliegwielen, mobiliteit

Delta Netwerkbedrijf Middelburg / Zeeland Intelligente netwerken, grootschalige energie-opslag

DIFFER Nieuwegein / Eindhoven Solar Fuels, energieopslag in de volle breedte

DSM Heerlen / Geleen-Sittard PCM, TCS, grondstoffen energie-opslag algemeen

DOW Chemical Terneuzen Restwarmte, PCM, TCS, grondstoffen energie-opslag algemeen

DWA Advies Ede / Bodegraven mobiele restwarmte, PCM, warmtenetwerken, warmteopslag

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

Energy Hills Aken (Duitsland) Energieopslag in de volle breedte

Enexis Den Bosch / Limburg / Noord-Brabant Intelligente netwerken, grootschalige energie-opslag

Epyon (ABB) Eindhoven Elektriciteitsopslag, accu's, laadsystemen, intelligente netwerken

Exendis Ede Innovatie opslagsystemen elektriciteit, Li-ion, voertuigladers

Hogeschool Zeeland Vlissingen Duurzaamheid en water

Hogeschool Zuyd Heerlen Energieopslag in de volle breedte

HTAS Helmond Automotive, intelligente netwerken

KEMA Consulting Arnhem Energieopslag in de volle breedte

NPG Energy Aubel (Luik, België) Duurzame energie, brandstofcellen

PRE Electronics Oosterhout Vermogenselectronica, regelsystemen voor opslagsystemen, elektrisch rijden, PV-systemen

Provincie Limburg Maastricht / Limburg Warmte-opslag, intelligente netwerken, biobrandstoffen

Provincie Zeeland Middelburg / Zeeland Warmte-opslag, intelligente netwerken, biobrandstoffen

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

Rational Products Veghel / Zichem (Vlaams-Brabant, België) Intelligente netwerken, monitoring, regelsystemen voor duurzame energie

Rockwool Roermond PCM, gebouwde omgeving

Trianel Energy Maastricht OPAC

TU Eindhoven Eindhoven Energieopslag in de volle breedte

Zeeland Seaports Terneuzen Restwarmte, warmteopslag, innovatie

ZEN Renewables Breda Zonne-energie, warmteopslag

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


een verkenning


N1122

5 Kansen Energieopslag Zuid-Nederland

5.1 Uitgangspunten

Energieopslag is een containerbegrip. Er zijn vele vormen en

systemen beschikbaar, en in ontwikkeling. Om focus aan te

brengen, zoomen we in op segmenten die kansrijk worden

geacht voor de ontwikkeling van nieuwe bedrijvigheid in Zuid-

Nederland. Om te bepalen welke segmenten dat zijn, hanteren

we een aantal uitgangspunten. (Dit betekent overigens niet, dat

technologieën die buiten deze uitgangspunten vallen, niet door

specifieke bedrijven als relevant zouden kunnen worden

aangemerkt).

5.1.1 Relevant in nationaal/internationaal markt-

perspectief

Het belangrijkste uitgangspunt voor selectie van de

focusgebieden is, of er naar verwachting bedrijvigheid kan

worden ontwikkeld. Wat is het business potentieel? Is er

vraag naar het opslagsysteem? Hierbij kijken we niet alleen naar

de regio, maar naar een breder kader. Zijn er afzetmarkten,

binnen Nederland, wereldwijd?

Voor sommige, klassieke, opslag technieken is er wereldwijd een

grote markt (loodaccu's, buffervaten). Toch wordt het

perspectief om voor deze technieken bedrijvigheid in Zuid-

Nederland te ontwikkelen, niet groot geacht, gegeven de

beperkte innovatie en vernieuwing in dit marktsegment.

Voor andere technieken geldt, dat ze nog niet marktrijp zijn. Het

marktperspectief kan dan afgeleid worden uit aandacht voor

deze technieken binnen de Nederlandse, Europese en andere

buitenlandse onderzoeks- en ontwikkingsprogramma's (VS,

Japan). Verwachten we op basis van deze aandacht dat er

binnen de zichttermijn van deze roadmap (5 tot 10 jaar)

afzetmarkten kunnen worden gerealiseerd voor de betreffende

techniek of ontwikkeling?

Naast de ontwikkeling van bedrijvigheid richt de Roadmap zich

op de ontwikkeling van kennis in de regio Zuid-Nederland. Ook

hiervoor is relevantie van het focusgebied binnen de

Nederlandse en Europese O&O programma's van belang, en het

verwachte toekomstige marktpotentieel.


een verkenning


N1122

5.1.2 Passend bij de kenmerken van de regio

De regio dient de juiste voedingsbodem te bieden voor het

ontwikkelen van de energieopslagtechnologie. Deze

voedingsbodem kan bestaan uit geografische of demografische

omstandigheden, of de aanwezigheid van specifieke bestaande

bedrijven en/of kenniscentra. Ook kan de aanwezigheid van

een specifieke regionale markt de ontwikkeling van een

opslagtechnologie als "launching customer" ondersteunen. Een

uitsluitend regionale markt kan echter niet voldoende zijn voor

het ontwikkelen van bedrijvigheid (zie eerste criterium).

Als er in de regio andere lopende programma’s of verbanden

zijn, is dit een pre, waaruit het belang van de technologie

afgeleid kan worden. Wel dient er aandacht aan besteed te

worden dat de acties uit de Roadmap aansluiten bij deze

lopende programma's, ter voorkoming van dubbelingen.

5.1.3 Eigen karakter

Als laatste selectiecriterium hanteren we de factor "eigen

karakter". Met de keuze voor de ontwikkeling van bedrijvigheid

op een specifieke technologie zou de regio zichzelf op de kaart

moeten kunnen zetten, om belangstelling van buiten de regio

naar Zuid-Nederland te trekken.


een verkenning


N1122

5.2 Inventarisatie kansen

In de volgende paragrafen leggen we de verschillende

opslagsystemen samen met de eigenschappen van de regio

langs onze uitgangspunten voor kansrijkheid om bedrijvigheid te

genereren. Vanwege de leesbaarheid van het rapport, geven we

hieronder alleen een korte beschrijving van de systemen met

duidelijk onderscheidende scores. Het totaaloverzicht van de

beoordeling van de verschillende opslagsystemen wordt

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

5.2.1 Waterstof

Waterstof heeft een zeer groot business potentieel. Door velen

wordt waterstof gezien als dé energiedrager van de toekomst.

Als kanttekening hierbij plaatsen we de opmerking, dat de

ontwikkeling van het business potentieel pas op langere termijn

plaats zal vinden, buiten de zichttijd van deze Roadmap.

De aandacht in O&O programma's is groot, zowel in Nederland

als in Europees verband. Ook in de VS en Japan lopen grote

waterstofprogramma's.

Er zijn in Zuid-Nederland diverse bedrijven en kennisinstellingen

actief op het gebied van waterstof. Dit betreft met name de

partijen die participeren in WaterstofNet (zie blz. 11) en

DutchHy.

Relevante partners in WaterstofNet zijn BOM, Hogeschool Zuyd,

Hogeschool Zeeland, Fontys en Avans. Daarnaast zijn vele Zuid-

Nederlandse bedrijven gelieerd aan WaterstofNet, o.a. VDL,

Philips, Total, Bicore, Vialle, TNO Automotive (WaterstofNet

2010).

Behalve Zuid-Nederland zijn er andere Nederlandse regio's die

zich "waterstofregio" noemen: waterstofstad Arnhem (met het

project Hymove), het Botlekgebied en Energyvalley.

Legenda

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

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

Aandachtspunt. De technologie wordt door andere initiatieven al behandeld

Onduidelijke score, zou groot, maar ook heel groot kunnen zijn. Buiten zichttermijn van de Roadmap.

Chemisch - Waterstof

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's

Passend bij de regio

Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter

Afbeelding 5.1: waterstofbus in regio Arnhem


een verkenning


N1122

5.2.2 Solar Fuels

Solar Fuels kunnen mogelijk een grote rol spelen in de energie

transitie. Het business potentieel is derhalve mogelijk erg groot.

Er zijn echter nog veel onzekerheden. De technologie staat nog

in de kinderschoenen, en de termijn waarop de bedrijvigheid

een vlucht kan gaan nemen ligt waarschijnlijk buiten de zichttijd

van de roadmap.

Gegeven de potentie, is er veel aandacht voor onderzoek in de

Nederlandse, Europese en mondiale programma's. In Nederland

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

door FOM Rijnhuizen, dat in Eindhoven onder de naam DIFFER

aan de slag gaat met Solar Fuels.

Hiermee beschikt Zuid-Nederland bij uitstek over de benodigde

kennisdragers voor de ontwikkeling van deze opslagtechnologie.

Veel van de hightech bedrijven uit de Brainport regio die bij het

onderwerp energieopslag betrokken zijn, beschikken over kennis

die relevant is voor de verdere ontwikkeling van Solar Fuels.

Ook de kennis van de chemische procesindustrie in Zuidwest-

Nederland sluit goed aan bij voor de ontwikkeling van Solar

Fuels.

Door de unieke aanwezigheid in de regio van DIFFER biedt het

domein Solar Fuels een goede mogelijkheid om Zuid-Nederland

met een eigen ontwikkelthema op de kaart te zetten.

5.2.3 Li-ion

Lithium-ion opslagsystemen staan wereldwijd in de

schijnwerpers. Het marktpotentieel is groot, zowel op de korte

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

al ingezet voor elektrische voertuigen, netbalancering,

elektronica, sensoren en vele andere toepassingen. De

verwachte groei van de markt is groot, met name op het gebied

van elektrisch rijden. Het businesspotentieel scoren we dus

hoog, zij het op termijn nét iets minder hoog dan waterstof.

De aandacht voor Li-ion in onderzoeksprogramma's is groot,

zowel op het gebied van materiaal- en systeem ontwikkeling als

op het gebied van toepassingen. In Nederland betreft dit laatste

met name de programma's rond intelligente netwerken,

elektrisch vervoer en geïntegreerde systemen.

Chemisch - Solar Fuels

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's


Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter

Elektrochemisch - Li-ion

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's


Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter


een verkenning


N1122

In Zuid-Nederland zijn vele bedrijven en kennisinstellingen

actief met de ontwikkeling van Li-ion materialen, regelsystemen,

elektrisch rijden en intelligente netwerken. De TU/e speelt hier

een grote rol in.

Veel activiteiten op het gebied van automotive opslagsystemen

worden gebundeld door het HTAS (High Tech Automotive

Systems) programma, gevestigd in Helmond. De meeste

bedrijven en kennisinstellingen die zijn aangesloten bij HTAS,

zijn gevestigd in de regio Brainport.

Aangesloten bedrijven zijn o.a. Avantium, Voestalpine, DAF,

Centric, NXP, Epyon (ABB), Gemco, SKF, TomTom, VDL en

Philips.

Doordat zoveel activiteiten op het gebied van Li-ion in Zuid-

Nederland zijn geconcentreerd, kan gesteld worden dat deze

opslagtechniek de facto een onderscheidend karakter voor de

regio heeft. Brainport heeft zich immers met elektrisch rijden al

op de kaart gezet. Gegeven de grote aandacht voor Li-ion

wereldwijd is dit "eigen karakter" echter beperkter van omvang

dan voor bijvoorbeeld Solar Fuels.

5.2.4 Supercondensatoren

In het kielzog van Li-ion en elektrisch rijden, is er een groeiende

markt voor supercondensatoren. Het toepassingsgebied is met

name snellaadsystemen en kortstondige opslag in fluctuerende

elektriciteitsnetten. Er is in beperkte mate aandacht voor

supercondensatoren in onderzoeksprogramma's (o.a. EU-

programma KP7).

De hightech regio Brainport huisvest veel elektronica bedrijven

die betrokken zijn bij de ontwikkeling van (snel-)laad- en

regelconcepten voor elektrisch vervoer. Voor hen is de

supercondensator een relevante technologie.

Aan de TU/e vindt in beperkte mate onderzoek plaats naar

supercondensatoren. In 2008 heeft Philips een nieuw

snellaadsysteem op basis van supercondensatoren

gepatenteerd, op basis van onderzoek van TU/e promovendus

Haimin Tao.

The Netherlands aims to become an international

innovation hotspot for automotive technology.

Government (Ministry of Economic Affairs, Agriculture

and Innovation), industry and knowledge institutes

have therefore set up the HTAS (High Tech

Automotive Systems) Innovation Program. The

program meets the urgent needs of society: the

economy will benefit in social terms – mobility and

environment – and in economic terms – revenue and

employment. The Driving Guidance, Efficient Vehicle

and Enablers Program themes have been chosen as

primary focal areas for growth and innovation. The

program was started in 2007. The goal is to increase

turnover from 12 to 20 billion euro, and employment

by 10,000 FTEs by 2015. Because of the international

character of the automotive industry, international

organizations are participating in the HTAS Innovation

Program.

Elektrisch - Supercondensatoren

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's


Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter


een verkenning


N1122

5.2.5 Vliegwielen

Al drie decennia lang wordt er in de regio Eindhoven gewerkt

aan de ontwikkeling van vliegwielen voor energieopslag. Dit

betreft werk door zowel het bedrijf CCM in Nuenen, als

onderzoek aan de TU/e, o.a. naar de toepassing van vliegwielen

in de automotive sector. De laatste jaren is het onderzoek aan

de TU/e stil gevallen.

Wereldwijd gezien is er een bestaande markt voor vliegwielen,

met name als noodstroomvoorziening voor afnemers met zeer

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

datacentra). Hiervoor zijn commerciële producten verkrijgbaar.

Vliegwielen zijn een goed uitontwikkelde technologie, met een

beperkte behoefte aan onderzoek en ontwikkeling.

In Zuid-Nederland zijn slechts weinig bedrijven actief met deze

opslagtechnologie.

5.2.6 Pompaccumulatie

De technologie van een waterkrachtcentrale ten behoeve van

elektriciteitsopwekking is bekend en beproefd. Als alternatief

voor de klassieke waterkrachtcentrale kan er in het vlakke

Nederland gekozen worden voor energieopslag met behulp van

een bovengronds en een ondergronds meer, een zogenaamde

Ondergrondse Pomp Accumulatie Centrale (OPAC). OPAC is

bedoeld om overtollige energie, o.a. in de nacht opgewekte

energie door windmolens, (tijdelijk) op te slaan. De overtollige

energie wordt gebruikt om water van het ondergrondse naar het

bovengrondse meer te pompen. Is er een tekort aan

elektriciteit, dan stroomt het water via een turbine terug naar

een ondergrondse meer. De energie van het vallende water

wordt middels een turbine omgezet in elektriciteit.

Binnen Nederland leent de Zuid-Nederlandse ondergrond zich

goed voor een OPAC-systeem. Technieken voor ondergrondse

elektriciteit opslag systemen zijn nog in ontwikkeling. Een

project in Zuid-Nederland zou als pilot kunnen dienen. De

kosten voor een Zuid-Limburgse OPAC worden geschat op

€ 1,8 mld.

Mechanisch- Vliegwielen

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's


Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter

Mechanisch- Pompaccumulatie

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's


Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter


een verkenning


N1122

Gezien de grootte van het systeem, zal er vooralsnog slechts

één opslagsysteem in Nederland gerealiseerd kunnen worden.

Het businesspotentieel zal - behalve de niet te verwaarlozen

werkgelegenheid die gemoeid is met de omvangrijke investering

in de Nederlandse OPAC - vooral in benutting van de

ontwikkelde kennis voor andere, buitenlandse, opslagsystemen,

moeten worden gezocht.

Afbeelding 5.2: Principeschema OPAC (bron: Essent)

In Zuid-Nederland pleit een aantal bedrijven al enige tijd voor

het verder verkennen van de haalbaarheid van de OPAC. De

noodzaak van een groot, centraal, opslagsysteem wordt echter

niet door alle deskundigen gedeeld, zie bijvoorbeeld(KEMA

2010). Dit maakt het in het kader van deze Roadmap lastig om

een finale keuze te maken ten aanzien van de rol die een OPAC

zou spelen in de ontwikkeling van bedrijvigheid op gebied van

energieopslag.

5.2.7 Buffervaten

De markt voor wateropslagsystemen is groot. Het gaat hierbij

om traditionele opslagsystemen, waarvan we verwachten dat de

het businesspotentieel voor de ontwikkeling van nieuwe

bedrijvigheid in Zuid-Nederland niet groot zal zijn.

"Om een maximumaandeel elektriciteitsproductie uit

hernieuwbare bronnen te realiseren, kunnen extra

maatregelen zijn vereist, zoals de installatie van

grootschalige energieopslag. Onze simulaties laten

echter zien dat het effect van een grootschalige

energieopslag van 2.000 MW (16 GWh) in 2020

beperkt is. Hierbij wordt niet meer dan 600 GWh of

minder dan 2,5% van de jaarlijks beschikbare

opwekking van 9 GW windparken extra benut in

vergelijking met een situatie zonder grootschalige

energieopslag.

Deze conclusies zijn voornamelijk gebaseerd op de

simulaties voor het jaar 2020, maar zijn, met

uitzondering van de genoemde getallen, ook geldig

voor het jaar 2030."(KEMA 2010)

Thermisch - Buffervaten

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's


Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter


een verkenning


N1122

5.2.8 PCM's

Phase Change Materials, oftewel PCM, zijn enerzijds zeer

traditioneel, maar anderzijds innovatief en in opkomst. Ten

opzichte van water onderscheiden deze materialen zich door een

hoger energiedichtheid. Daarnaast lenen zij zich goed om rond

het smeltpunt van het PCM de temperatuur langere tijd stabiel

te kunnen houden.

Het traditionele PCM bij uitstek is ijs, van oudsher gebruikt in

ijskelders voor gedurende de zomer gekoeld houden van

voedingsmiddelen.

In moderne PCM's wordt gebruik gemaakt van bijvoorbeeld

zouten of paraffinen, waarmee hoge energiedichtheden kunnen

worden bereikt. Ieder materiaal heeft zijn eigen karakteristieke

smelt/stollingstemperatuur, tevens werkingstemperatuur van

het materiaal. Er zijn PCM's beschikbaar voor toepassing in

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

van restwarmte (80-90°C) of voor warmtetransport in

concentrerende zonne-energie systemen (werkingstemperaturen

tot 800°C).

Het business potentieel voor PCM's is zeker aanwezig.

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

mogelijkheden zijn om PCM's in te zetten in mobiele

restwarmtesystemen. Toepassing van deze systemen leent zich

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

veel restwarmte aanwezig is, er relatief grote afstanden tussen

vraag en aanbod is, en waar transport over water een

kosteneffectieve oplossing kan bieden.

De vraag naar koeling in kantoren en woningbouw neemt toe,

PCM's kunnen hier een goede oplossing bieden, met name voor

die locaties waar toepassing van WKO's niet mogelijk is. Ook

voor zonthermische systemen bieden PCM's mogelijkheden.

Aandacht voor PCM's is er met name in de Europese

programma's. Ook zijn er in Duitsland en Frankrijk al

verschillende commercieel verkrijgbare materialen en producten

ontwikkeld. In Nederland wordt er voor zover bekend door twee

bedrijven producten op de markt gebracht (Autarkis en Salca).

Villa Flora, één van de gebouwen van de Floriade 2012 in Venlo,

zal voorzien worden van een PCM-vloer. Bij de realisatie hiervan

is een Limburgs bouwbedrijf betrokken.

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

Thermisch - PCM's

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's


Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter


een verkenning


N1122

Chemiebedrijven DSM en Dow beschikken over materialen en

kennis die ingezet kan worden bij de verdere ontwikkeling van

PCM's. Ook het Limburgse Rockwool heeft voorzichtig

belangstelling getoond. Hiermee kan gesteld worden dat er een

interessant cluster van bedrijven is rond het onderwerp PCM's.

Onderzoek naar PCM's vindt plaats aan de TU/e. Daarnaast

heeft Hogeschool Zuyd belangstelling getoond om

praktijkgericht onderzoek naar PCM's op te gaan nemen in het

onderzoeksprogramma Nieuwe Energie.

Het onderwerp PCM's staat in Nederland slechts in beperkte

mate in de belangstelling. Dit biedt Zuid-Nederland dus de

mogelijkheid om zich met dit onderwerp "op de kaart" te zetten.

5.2.9 Thermochemische opslag

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

langere termijn veel verwacht van thermochemische

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

maken van absorptie van water in zouthydraten. In TCS

systemen kan warmte met een hogere energiedichtheid op

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

opslagperiode geen warmte verloren. Hierdoor zijn TCS

systemen bij uitstek geschikt voor seizoensopslag van hoge

temperatuur warmte.

De ontwikkeling van TCS materialen en systemen staat echter

nog pas in de kinderschoenen. Binnen de zichttijd van deze

Roadmap verwachten we niet dat er groot businesspotentieel tot

ontwikkeling zal komen.

Net zoals PCM's is de aandacht in de O&O programma's met

name Europees van aard. Zuid-Nederlandse bedrijven en

kennisdragers zijn bij de ontwikkeling van TCS betrokken (met

name TU/e). Veel kennis op het gebied van TCS in Nederland is

aanwezig bij TNO in Delft. Dit beperkt de mogelijkheid voor een

"eigen karakter".

Thermochemisch - TCS

Relevantie

Business potentieel

In O&O programma's


Geografisch

Bedrijven

Kenniscentra

Regionale verbanden

Eigen karakter


een verkenning


N1122

Relevantie Passend bij de regio Eigen karakter

Business potentieel

In O&O programma's

Geografisch Bedrijven Kenniscentra Regionale Verbanden

Biologisch Algen

Chemisch Waterstof

Solar Fuels

Vloeibare stikstof

Knalgas

Waterstofperoxide

Elektro-chemisch

NiCd / NiMH batterijen

NaS batterijen

Lood/Zwavelzuur accu's

Li-ion batterijen

Flow batterijen

Elektrisch Supercondensator

Magnetische super-geleiding

Mechanisch Perslucht (CAES)

Vliegwiel

Pompaccumulator (PAC)

Waterkracht

Veersysteem

Gravitatie

Thermisch Buffervat

Solar Pond

Hot Dry Rock

PCM's (incl. ijs en gesmolten zout)

WKO

Thermo-chemisch

TCS

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


een verkenning


N1122

5.3 Conclusie

Op basis van de inventarisatie van de verschillende

opslagsystemen concluderen we als volgt:

1) Er zijn vier opslagsystemen die op vrijwel alle criteria goed

scoren: waterstof, Solar Fuels, Li-ion batterijen en PCM's.

Daarnaast scoren supercondensatoren, (O)PAC en

thermochemische opslag redelijk goed.

2) Van deze gebieden verwachten we dat waterstof het

grootste business potentieel heeft, zij het pas op lange termijn

(buiten de zichttermijn van de Roadmap). Waterstof staat ook

sterk in de belangstelling in andere regio's van Nederland. Er is

in Zuid-Nederland al een lopend samenwerkingsverband op het

gebied van waterstof. Om deze redenen wordt waterstof niet

verder als focusgebied in deze Roadmap uitgewerkt. Wij

adviseren om de ontwikkelingen van WaterstofNet te volgen.

3) Het businesspotentieel van Solar Fuels is nog erg onzeker.

De start van het werk aan deze opslagtechniek door DIFFER,

vanuit Eindhoven, biedt echter een goede kans om nieuwe

bedrijvigheid te ontwikkelen. Om die reden nemen we deze

technologie als focusgebied op in de roadmap.

4) Ook Li-ion heeft een groot business potentieel, met name

door de koppeling van energieopslag voor vraagsturing in

elektriciteitsnetwerken met elektrisch rijden. Daarom wordt Li-

ion als focusgebied opgenomen in deze roadmap. Wel moet er

aandacht zijn voor de interactie met de activiteiten van het

HTAS programma, een omvangrijk samenwerkingsverband met

veel aandacht voor opslagsystemen voor elektrische voertuigen.

5) Het onderwerp Supercondensatoren wordt verder niet als

focusgebied meegenomen, vanuit het relatief beperkte business

potentieel dat verwacht wordt en de weinig specifieke kans om

Zuid-Nederland hiermee op 'de kaart' te zetten.

6) OPAC betreft een vooralsnog éénmalige investering in een

groot opslagsysteem, in Zuid-Limburg. Over de noodzaak en

financiële haalbaarheid van deze investering wordt door

deskundigen verschillend gedacht. Het is nog te vroeg om te

bepalen of focus op dit opslagsysteem zal leiden tot de

ontwikkeling van bedrijvigheid. Vooralsnog nemen we deze

technologie dus niet als focusgebied op.

Samenvatting selectie focusgebieden

Waterstof Volgen programma WaterstofNet

Solar Fuels Focusgebied, breed scala aan activiteiten mogelijk

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

Superconden-satoren

Beperkte markt, geen focusgebied

(O)PAC Volgen ontwikkelingen project Zuid-Limburg

PCM's Focusgebied, breed scala aan activiteiten mogelijk

TCS Volgen, aansluiten bij focusgebied PCM's


een verkenning


N1122

7) Op het gebied van warmte-opslag bieden PCM's goede

mogelijkheden voor het ontwikkelen van bedrijvigheid. Dit

systeem wordt dan ook als focusgebied voorgesteld. Het ligt

voor de hand om hierbij ook aandacht te besteden aan de lange-

termijn ontwikkeling van TCS.

Deze conclusies zijn mede tot stand gekomen in een workshop

met stakeholders. In onderstaande tabel is deze input verkort

samengevat (zie ook bijlage 2).

Afbeelding 5.4 Inschatting mogelijkheden om op focusgebieden te komen tot ontwikkeling van bedrijvigheid. Aangegeven door deelnemers workshop (totaalscore = 100%).

In hoofdstuk 6 geven we invulling aan de activiteiten die de

opdrachtgevers kunnen ondernemen om deze geselecteerde

focusgebieden, respectievelijk Solar Fuels, Li-Ion en PCM’s

verder te ontwikkelen.

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Waterstof

Solar Fuels

Li-ion

Supercapacitors

Vliegwiel

OPAC

PCM

TCS

Overige systemen:

Monitoring en Controle

Getijdecentrale

Waterkracht

Energie-eiland

Virtual Power Plants


een verkenning


N1122

6 Uitwerking focusgebieden

6.1 Focusgebied Solar Fuels

Het potentieel voor Solar Fuels is groot, maar onzeker. De

ontwikkeling van deze technologie zal plaats vinden vanuit een

breder perspectief dan alleen opslag van energie. Juist dit

bredere perspectief maakt Solar Fuels bijzonder kansrijk voor

het ontwikkelen van nieuwe bedrijvigheid, vooral voor de regio's

Brainport (hightech) en West-Brabant / Zeeland (proceschemie).

De ontwikkeling van Solar Fuels kan voortbouwen op veel

bekende processen en technologische kennis - plasmafysica, het

Fischer-Tropsch proces, katalytische reacties en

procestechnologie. Alhoewel er veel onzekerheden zijn in de

uiteindelijke haalbaarheid van de grootschalige productie van

Solar Fuels, kan er al vrij snel begonnen worden met activiteiten

om dit focusgebied van theorie naar praktijk te brengen.

Uitwerken proceskaart Solar Fuels

Doel: identificeren kansrijke deelprocessen

Motivatie: De gehele keten van CO2 naar brandstof bestaat uit

een aantal verschillende stappen. Er zijn verschillende routes

beschikbaar, die ieder uit verschillende stappen bestaan, waar

vaak weer meerdere processtappen voor beschikbaar zijn.

Iedere stap kent zijn eigen specifieke aandachtspunten -

rendement, kosten, het gebruik van zeldzame materialen als

katalysator, etc. Elk van deze stappen biedt mogelijkheden voor

partijen in Zuid-Nederland (zowel high-tech MKB als

proceschemie) om op in te stappen.

Activiteiten: Uitwerken proceskaart Solar Fuels. De

proceskaart kan door DIFFER uitgewerkt worden, maar

specifieke kennis op gebied van chemie, elektrotechniek en

procestechniek zal nodig zijn voor het juist kunnen uitwerken en

waarderen van de deelstappen. Deze kennis zal bij kenniscentra

als TU/e en hogescholen, maar ook bij de industrie beschikbaar

zijn.

Maatschappelijke perspectieven Solar Fuels

- Afvangen en hergebruik van CO2 bij

elektriciteitsproductie (CCU - Carbon Capture

and Utilisation). Het rechtstreeks omzetten van

CO2 in brandstof met behulp van elektriciteit

- Vervangende brandstoffen ontwikkelen voor

toepassing in bestaande infrastructuren

(bijvoorbeeld voor mobiliteitstoepassing)

- Productie van grondstoffen voor de

procesindustrie

- Gebruik maken van ruim voorradige hulp- en

grondstoffen, ter vervanging van de inzet van

zeldzame materialen in huidige processen.


een verkenning


N1122

Versterken kennispositie Solar Fuels

Doel: Zorg dragen dat kennis over gehele procesketen Solar

Fuels beschikbaar komt in de regio.

Activiteiten: Uit de uitwerking van de proceskaart Solar Fuels

zal blijken of er hiaten zijn in het kennisniveau voor specifieke

deelgebieden. Kenniscentra (TU/e, hogescholen) kunnen worden

gestimuleerd om deze elementen in onderwijsprogramma's op

te nemen. In praktijkexperimenten kunnen stageplekken

georganiseerd worden om studenten ervaring te laten opdoen.

Initiëren innovaties deelprocessen

Doel: ontwikkelen kansen voor innovatieve (MKB) industrie

Motivatie: Verwacht mag worden dat het uitwerken van de

proceskaart zal leiden tot identificatie van specifieke

processtappen en technologieën die al op korte termijn al

innovatieve kansen voor de industrie bieden.

Belangrijke gebieden waar innovatie nodig is, zijn onder andere:

DC-koppeling van zon en wind aan electrolizers, membraan- en

katalysetechnieken en materiaalinnovaties gericht op vervanging

van de nu nog gebruikte zeldzame materialen meer gangbare

grondstoffen.

Activiteiten: Betrokken bedrijven zullen zelf kansen moeten

identificeren en aangrijpen om te komen met innovatieve

oplossingen. Dit kan gefaciliteerd worden door bedrijven te

betrekken bij de uitwerking van de proceskaart, door het

organiseren van 'business meets research' meetings, en door

het realiseren van praktijkexperimenten op deelprocessen vanuit

de onderzoeksinstituten. Bedrijven uit bouw-, automotive- en

procesindustrie dienen nadrukkelijk bij technologieontwikkeling

betrokken te worden in verband met de uiteindelijke

toepassingsgebieden.

Uitwerken business proposities Solar Fuels

Doel: Verkennen marktpotentieel toepassingen Solar Fuels.

Motivatie: Solar Fuels heeft een groot potentieel. Niet alleen

als brandstof, maar ook als grondstof.

Activiteiten: Ontwikkel een goede definitie voor Solar Fuels.

Onderzoek proposities voor de diverse marksegmenten van

energiegebruikers, zoals de gebouwde omgeving, mobiliteit en

de procesindustrie. In het ontwikkeltraject dient DIFFER oog te

houden of en op welk netwerk er wordt aangesloten: gas,

elektriciteit (gelijkstroom / wisselstroom) (dc -> elektrochemie),

vloeibare brandstoffen, CO als grondstof?


een verkenning


N1122

Universiteiten kunnen dit ondersteunen door

energiesysteemstudies gericht op inpassing van Solar Fuels uit

te voeren. Organiseer regelmatig business case studies naar

economische modellen voor Solar Fuels.

Stimuleren praktijkexperimenten

Doel: Op lange en korte termijn resultaten voor

praktijkexperimenten gereed maken.

Activiteiten: DIFFER en andere kenniscentra zouden al vroeg in

het ontwikkeltraject partijen kunnen mobiliseren om door

deelprocessen werkende prototypes met de huidig bekende

technologieën te gaan ontwikkelen. Die bevatten dan nog wel

zeldzame metalen, maar kunnen gebruikt worden om afnemers

en mede-investeerders te mobiliseren. Actoren die voor de

ontwikkeling van prototypes nodig zijn, zijn de kennisinstituten

in hightech industrie in de regio Brainport, en de warmte-

intensieve procesindustrie in West-Brabant / Zeeland. De

ontwikkelingsmaatschappijen kunnen faciliteren in het bij elkaar

brengen van partijen en het koppelen van Solar Fuels aan

aanpalende ontwikkelthema's.


een verkenning


N1122

6.2 Focusgebied Li-ion

De potentie van Li-ion is zeer groot. Rond Li-ion batterijen vindt

er dan ook in Nederland - en wereldwijd - al heel veel onderzoek

en ontwikkeling plaats. In Nederland betreft dit o.a. zowel

zelfstandig batterijonderzoek aan de TU Delft en TU/e, als

onderzoek in het kader van automotive toepassingen en/of

intelligente netwerken.

Vraagstukken die onderzoek verdienen zijn o.a. de ontwikkeling

van regelstrategieën, zowel op batterijniveau als ook op het

niveau van de inpassing in netwerken van voertuigen en/of de

energie-infrastructuur.

Veel kennis en ontwikkeling concentreert zich in de regio

Brainport. Met name de TU/e en HTAS (en aangesloten

bedrijven) spelen hier een grote rol in. Daarnaast is de Provincie

Noord-Brabant een aanjager van de ontwikkeling van slimme

netwerken.

Vanuit de roadmap adviseren we deze programma's te volgen,

en activiteiten voor de ontwikkeling van Li-ion opslagsystemen

hierin onder te brengen. In aanvulling hierop signaleren we

behoefte aan een tweetal activiteiten: versterking

kennisontwikkeling, en acties gericht op bevordering van de

samenwerking tussen de verschillende

ontwikkelingsprogramma's (automotive en slimme netwerken).

Versterking kennisontwikkeling

Doel: Versterken van de kennisontwikkeling rond Li-ion dient te

leiden tot de ontwikkeling van nieuwe markten en

toepassingsgebieden.

Activiteiten: Li-ion wordt voornamelijk ontwikkeld binnen de

context van elektrisch rijden. Hiervoor is veel kennis ontwikkeld,

zowel op het gebied van accutechnologie als op het van

regelsystemen.

Het opslagsysteem leent zich echter voor veel meer mobiele

toepassingen zoals heftrucks, stedelijk bustransport en andere

vormen van elektrisch vervoer (taxi's, vrachtbezorging, ...). Ook

de toepassing in geïntegreerde microsystemen is veelbelovend.

Op dit punt zou versterkte aandacht voor kennisontwikkeling

toegevoegde waarde kunnen bieden voor de ontwikkeling van

bedrijvigheid voor deze markten (analoog aan DutchHy, het

Nederlandse kennisnetwerk rond waterstof). Aandacht voor

kennisontwikkeling kan bijdragen aan de realisatie van pilots in

de regio.

Hoewel Brabant geen omvangrijke automobiel- en

energie-industrie kent, beschikt het wel over een

grote toeleveringsindustrie en –potentie. De

ontwikkeling en de voorbereidende introductie van

elektrisch rijden biedt hierdoor aan Brabant goede

kansen om wereldwijd uit te blinken. Kansen op het

gebied van innovatie zijn daarbij concreet en actueel.

In eerste inventarisaties levert deze ontwikkeling op

de middellange termijn mogelijk duizenden banen op

voor Brabant. [...] Elektrisch rijden maakt in

combinatie met slimme decentrale netwerken

bovendien de uitwisseling en opslag van elektriciteit

mogelijk waarmee een toekomstige decentrale

energievoorziening dichterbij wordt gebracht. Dit

netwerk kan op haar beurt een grote bijdrage leveren

aan een betaalbare energietransitie. (Provincie

Noord-Brabant 2010)


een verkenning


N1122

Potentiële afnemers (VDL, SRE, Zeeland Seaports) met

belangstelling voor pilots zouden kunnen worden uitgenodigd

aan het kennisnetwerk deel te nemen. High-tech industrieën

kunnen uitgedaagd worden om innovatieve toepassingen te

ontwikkelen.

Gegeven de huidige activiteiten rond Li-ion in de regio Brainport,

zijn er goede mogelijkheden voor de kenniscentra in deze regio

om een coördinerende rol te spelen in de versterking en

verankering van een Li-ion kennisnetwerk op Nederlandse

schaal, en actoren rond zowel slimme netwerken als Li-ion

technologie van buiten de regio aan zich binden (TU Delft,

KEMA, IMEC).

Bevorderen samenwerking

Achtergrond: Het verdienmodel voor de exploitatie van slimme

netwerken inclusief decentraal regelbaar opslagvermogen in

automotive toepassingen nog niet volledig uitgekristalliseerd en

zal nog in codes en regels vastgelegd moeten worden die passen

binnen de Nederlandse energievoorziening. Op dit punt zal

verdere samenwerking tussen vertegenwoordigers van de

energiesector (netbeheerders, leveranciers, producenten) en de

ontwikkelende partijen noodzakelijk zijn. De

ontwikkelingsmaatschappijen kunnen een rol spelen in het tot

stand brengen van deze samenwerking.


een verkenning


N1122

6.3 Focusgebied PCM's

Energietransitie vraagt om energieopslag. Hierbij wordt vaak

aan elektriciteitsopslag gedacht. In vele gevallen kan

warmteopslag echter een rendabele, effectieve oplossing bieden.

Klassieke opslagsystemen voor warmte maken gebruik van

water als opslagmedium. In toenemende mate komen echter

ook (andere) PCM's beschikbaar. Met deze materialen wordt

warmteopslag ook voor andere markten en toepassingen

rendabel. Ten opzichte van water als opslagmedium, kennen

PCM's twee grote verschillen: een grotere specifieke

opslagcapaciteit, en de mogelijkheid om warmte rond een

specifieke temperatuur op te slaan.

Er kunnen verschillende markten voor PCM’s worden

onderscheiden.

Gebouwde omgeving Zowel kantoren, als ook in toenemende

mate woningen, hebben behoefte aan koeling. PCM's kunnen

hiervoor goed ingezet worden, zowel in de vorm van zelfstandig,

temperatuur regulerend bouwmateriaal, als in actieve

koelsystemen. Nieuwe toepassingen komen hier in hoog tempo

beschikbaar (beschermde gebouwen; koelsystemen voor

tijdelijke gebouwen).

Industriële restwarmte Restwarmte (op temperatuurniveaus

van 80-100 °C en 100-150 °C) kan via vrachtauto’s of

binnenvaartschepen met PCM’s verplaatst worden naar de

gebouwde omgeving of de agrarische sector (DWA 2011).

Elektronica en elektriciteitsopslag PCM's kunnen ingezet

worden voor koeling van laadsystemen, Li-ion opslag in

voertuigen, serverruimtes en datacentra.

Transportkoeling Transportcontainers kunnen met PCM's

langdurig op lage temperatuur worden gehouden zonder

aanvullende koelmachines. Hierbij kan gebruik worden gemaakt

van de zeer lage temperaturen van fruitterminals, die in PCM's

kan worden "geladen".


een verkenning


N1122

Voor vrijwel alle markten geldt, dat deze nog sterk in

ontwikkeling zijn en in het beginstadium verkeren.

Zoals in hoofdstuk 5.2.8 al is aangegeven, sluit het focusgebied

PCM goed aan bij de sterkten van Zuid-Nederland. De

kenniscentra (TU/e en hogescholen) beschikken over veel kennis

op het gebied van warmteopslag. De Zeeuwse / West-Brabantse

Delta biedt goede kansen voor transport van restwarmte. De

chemische industrie heeft belangstelling getoond om betrokken

te worden bij materiaalontwikkelingen. Om te komen tot

benutting van de kansen voor de ontwikkeling van PCM als

opslagsysteem, kunnen de volgende activiteiten uitgevoerd

worden:

Organiseren waardeketen PCM

Doel: vergroten toepasbaarheid PCM's, partijen bij elkaar

brengen om te komen tot effectieve ontwikkeling en toepassing

van warmteopslagsystemen.

Activiteiten: er is verspreid over Zuid-Nederland veel kennis

beschikbaar over PCM's. Er is behoefte deze kennis aan elkaar

te koppelen, ten einde de gehele waardeketen vorm te geven:

van onderzoek naar demonstratie naar marktintroductie; van

aanbieders van kennis en materialen naar verwerkers en

toepassers.

Door de waardeketen structureel te organiseren kunnen partijen

bij elkaar gebracht worden en aangezet worden tot pilots en

kennisoverdracht.

Pilots kunnen betrekking hebben op warmte-opslag in de

gebouwde omgeving ((bestaande) woningen en kantoren), maar

ook toepassingen als elektronicakoeling, gekoeld transport,

koeling en verwarming bij recreatie en drogen in de

agrifoodsector.

Organisatie van de waardeketen zou plaats kunnen vinden

vanuit de Hogeschool Zuyd, waar in de loop van 2012 een

leerstoel warmte-opslag wordt gerealiseerd. De regio Zuid-

Limburg kent naast Hogeschool Zuyd een aantal andere spelers

in de waardeketen op het gebied van warmteopslag (DSM,

Rockwool, Science park Avantis, de Wijk van Morgen, RWTH

Aachen).


een verkenning


N1122

Andere partijen die relevant zijn voor de waardeketen, zijn te

vinden in de regio Terneuzen (mobiele restwarmte, DOW,

biobased economy), Eindhoven (Brainport) en Venlo (Greenport,

demonstratieproject Villa Flora, Salca Venray).

Uitbouwen onderzoek en ontwikkeling

Doel: vergroten toepasbaarheid PCM's

Activiteiten: Nadere R&D / fundamenteel onderzoek is nodig

naar PCM’s, zoals onderzoek naar micro-encapsulatie,

kostenreductie, hogere temperaturen van PCM’s, optimale

warmtegeleiding naar het eindmateriaal, hogere

energiedichtheden. Verbreding van warmteopslag in PCM's naar

TCM kan bijdragen aan het vergroten van de inzetbaarheid van

warmteopslag op langere termijn. De TU/e en de hogescholen

spelen een belangrijke rol in dit onderzoek. De

ontwikkelingsmaatschappijen kunnen een faciliterende rol spelen

in het bij elkaar brengen van de juiste partijen.

Uitvoeren pilot restwarmtebenutting

Doel: creëren kansen voor bedrijvigheid, versterken

restwarmtebenutting Zuid-West Nederland

Activiteiten: onderzoek van DWA laat zien dat er kansen zijn

voor benutting van restwarmte uit Zuidwest-Nederland met

mobiele restwarmte. De ontwikkelde kansenkaart uit het project

"Reststromen" kan in concrete projecten worden omgezet.

Randvoorwaarde is dat er partijen kunnen worden gevonden die

als "operator" van een (mobiele) restwarmtenetwerk willen

optreden. Het vinden van een juist verdienmodel voor deze

operator is hierbij een kritische factor. De

ontwikkelingsmaatschappijen zijn in de verkennende fase van

deze toepassing al betrokken geweest (opdrachtgevers

haalbaarheidsonderzoek), het ligt voor de hand dat zij nu via

gerichte acties partijen prikkelen om tot uitvoering te gaan.


een verkenning


N1122

7 Samenvatting acties focusgebieden

Onderstaande tabel geeft een overzicht van de acties die we per

focusgebied hebben vastgesteld. Tevens geven we specifiek per

actie aan welke rol de ontwikkelingsmaatschappijen kunnen

spelen.

Focusgebied Actie Verwachte

timing

Rol ontwikkelingsmaatschappijen

Algemeen Vaststellen focusgebieden Q1 2012 De investeringsmaatschappijen dienen ieder voor zich en

gezamenlijk te bepalen in welke mate zij invulling gaan geven

aan de roadmap. Dit kan ook voor één of meer specifieke

focusgebieden zijn.

Solar Fuels Uitwerken proceskaart Solar Fuels 2012 - 2014 Onderzoek definiëren, opdracht begeleiden; partijen

uitnodigen om in Solar Fuels te stappen.

Solar Fuels Versterken kennispositie 2012 - 2016 Uitdagen kenniscentra om kennislacunes in te gaan vullen.

Solar Fuels Initiëren innovaties 2012 - 2016 Organisatie van 'business meets research' sessies.

Solar Fuels Uitwerken business proposities 2012 - 2015 Onderzoek definiëren en begeleiden. Partijen verbinden.

Organisatie van business case studies voor verschillende

marktsegmenten. Zorgen voor afstemming tussen verschillende

onderzoeken.

Solar Fuels Stimuleren praktijkexperimenten 2013 - 2020 Begeleiden praktijkexperimenten, afstemmen experimenten.

Zorgen voor betrokkenheid regionale bedrijven. Verzorgen

kennisuitwisseling en -overdracht.

Li-ion Versterking kennisontwikkeling Li-ion

op Nederlandse schaal

2012 Zorgen voor draagvlak onder stakeholders (op nationaal

niveau) voor versterking kennisontwikkeling Li-ion, met

centrale rol voor Brainport. Verbinden regionale partijen, zowel

aan de aanbiedende (MKB, innovators) als vragende zijde (VDL,

SRE, Zeeland Seaports).

Li-ion Ontwikkelen pilots 2013 - 2016 Bevorderen dat kennisontwikkeling leidt tot pilots in de regio

Zuid-Nederland. Benodigde partijen met elkaar in verbinding

brengen. Stimuleren samenwerking en kennisoverdracht.

Li-ion Bevorderen samenwerking en

afstemming

2013 - 2020 Bij elkaar brengen netwerken automotive en slimme

netwerken. Sluiten samenwerkingsovereenkomst.

PCM's Organiseren waardeketen 2012 - 2015 Bij elkaar brengen van partijen in de waardeketen. Bevorderen

samenwerking, aanjagen overdracht van onderzoek naar

toepassing.

PCM's Pilots warmteopslag 2013 - 2016 Stimuleren marktpartijen om gezamenlijk tot pilots

warmteopslag te komen, niet alleen in de gebouwde omgeving

maar ook in innovatieve markten. Kennisoverdracht.

PCM Uitbouwen onderzoek en

ontwikkeling

2012 - 2015 Bij elkaar brengen partijen, bevorderen samenwerking tussen

kenniscentra en bedrijfsleven.

PCM Pilot voor restwarmtebenutting 2012 - 2015 Omzetten haalbaarheidsonderzoek in realisatie. Betrokken

bedrijven prikkelen om in actie te komen. Partijen uitnodigen

om met concrete voorstellen te komen voor uitvoeren.

Faciliteren uitwerken businessplan warmtetransport.


een verkenning


N1122

Bijlage 1 Overzicht geraadpleegde bronnen

Berenschot e.al. "Roadmap Zon op Nederland." 2011.

Boston Consulting Group. "Batteries for Electric Cars, Challenges, Opportunities, and the Outlook to 2020." Munich,

Detroit, 2010.

Dam, Prof. B. (TU Delft), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag (2011).

D-INCERT. Verkenning Elektrisch Rijden. Delft: D-INCERT, juni 2011.

DutchHy. Hydrogen and Fuel Cells in the Netherlands. Utrecht: AgentschapNL, 2009.

DWA. Restwarmtebenutting middels mobiele warmte. Ede: DWA installatie- en energieadvies, 2011.

ECN. Compacte warmteopslag in de gebouwde omgeving. Petten: ECN, 2010.

International Energy Agency. "Smart Grids Technology Roadmap." Parijs, Frankrijk, 2011.

KEMA. "Nut en Noodzaak van Grootschalige Energieopslag in Nederland (Management Samenvatting)." Arnhem, 2010.

Kimman, J. (Hogeschool Zuyd), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag (2011).

Notten, Prof. dr. Peter H.L. (TU/e), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag (2011).

Provincie Noord-Brabant. "Leeswijzer Subsidieregeling elektrisch rijden en slimme decentrale netwerken." Den Bosch,

2010.

Provincie Noord-Brabant, Provincie Zeeland, e.a. "Biobased Economy in Zuidwest-Nederland - Agro meets Chemistry."

2010.

Raadschelders, Jillis W (Principal Consultant Energy Storage, KEMA), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag

(2011).

Sanden, Dr. M.C.M. van der (FOM Rijnhuizen), interview by New-Energy-Works. Gespreksverslag (2011).

WaterstofNet. "Hydrogen region Flanders-South-Netherlands." Oostende, 2010.

www.brainport.nl. 2011.

www.we-at-sea.org. 2011.


een verkenning


N1122

Bijlage 2 Bevindingen workshop

Overall waardering kansen voor bedrijvigheid

Eigen karakter Passend bij de regio Relevantie

Waterstof

ja

zeker

Nee, geen investering, te lange termijn voor provincie

ja, veel kennis uitbouwen. Wel concurrentie

Perspectiefvol, maar doorbraak nodig

Promising infrastructure available, knowledge available

Vooral door know-how in NRW icm Nederland

Redelijk, acceptatie is nog moeilijk

Universal energy carrier, suitable in various ways

Hoge potentie

Goed schaalbaar

Solar Fuels

DIFFER, biobased economy

Grote markt, efficient alternatief

Unieke uitgangspositie. Niche in het veld, veel potentieel. Wel hoog risico.

Nee, geen investering, te lange termijn voor provincie

Medium-lange ermijn

Sluit zeer goed aan bij de nieuwe building blocks voor de procesindustrie

Kans voor de regio

Zeker

Chemische industrie. Technologie sluit nauw aan bij HTS&M. Kennis is aanwezig.

Universal technology, specific for the region, possibility to lead progress in field of sustainable energy storage

Transport opslag (R'dam -> Europa), biedt bestaand netwerk

hoog, ook kansen als grondstoffen

biedt op termijn veel perspectief

CO2-neutrale generatie. Hoge energiedichtheid, passend bij huidige infrastructuur

Belangrijk voor lange termijn

Can be applied in large scales

Productie grootschalig. Sterkten regio, transport / opslag

Li-ion

Betere warmtehuishouding. Langere gebruikstijd en gebruik (PCM?)

Toepassing grotere capaciteit batterijen in auto's / woningen. Laden / ontladen

Zeker

Coupled with electric driving suitable for local storage. Knowledge available

Elektromobiliteit (Aachen, Helmond)

ABB gaat NOC opzetten (Network Operating Centre) ter beheer / beheersing

Brainport kan niet achterblijven bij de rest van de wereld. Nog veel R&D nodig. Li-ion als batterij staat niet sec op de kaart.

Snelladers toekomst. Stads- en gemeentediensten, regionaal gebruik.

Large business potential. Applicability on various levels, from industrial to households.

Elektromobiliteit, kwantitatief.

Mobiliteit decetraal, dus moeilijk stuurbaar / optimaliseerbaar

Groeiende markt door grotere aantal EV en Solar. Financiële modellen buy/sell nodig

Zeer grote markt. Enabeler voor slimme netwerken en EV's.

Supercapacitors

Heeft wel een unieke positie in een door elektrotechniek gedomineerde regio

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

Vliegwiel

OPAC

Laag Weinig exportpotentieel

Limburg: grote capaciteit. Gebruik mijnen? Maatschappelijke inpasbaarheid is laag.


een verkenning


N1122

Overall waardering kansen voor bedrijvigheid

Eigen karakter Passend bij de regio Relevantie

PCM

TU/e

Afstappen van traditie - zowel warmteopslag als elektriciteit

Autarkis - heeft een aantal unieke patenten dwz nederlandse uitvindingen. Dus dit past bij ons karakter.

Onderbelicht in NL. Duidelijk eigen karakter.

Middelmatig

Veel exportpotentieel voor de toepassing van…

Zeker. R&D Brabant, Limburg, Zeeland

Bij opschalen toepassing zijn grote hoeveelheden materiaal nodig. Dit moet regionaal geproduceerd gaan worden, het heeft geen zin dit over de wereld te gaan transporteren.

MKB en DSM

Partijen hebben zich al gemeld (m.n. in Zuid-Limburg), helaas is warmte niet "sexy"

Hoog, zie TSC

Aantal toepassingen op zeer korte termijn op te voeren.

Belangrijk in koeltoepassingen. Belang koeling neemt toe.

"super relevant" niet alleen warmte opslag maar ook indirect elektriciteitsopslag.

Hoge potentie, bouw

Omvang business potentieel onzeker. Vooralsnog voordeel van de twijfel.

TCS

TU/e

Nog klein terrein, mogelijkheid om een grote stempel te drukken op ontwikkelingen

Ja, veel onderzoek vindt al plaats In toekomst hoog. Nodig voor stabilisatie van (warmte) vraag en aanbod.

Groot potentieel, KIC energie-opslag met TU/e

Overig:

Monitoring en controle

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

Global toepassing Smart metering / micro grids

WKO

Nederland koploper Interessante technologie voor duurzame warmte/koude

Waterkracht/ getijdecentrale

Mechanische opslag van getijde energie

Energie-eiland

Zinvol bij grote hoeveelheid niet -regelbare elektriciteitsopwekking

Virtual power plants

Kan overal en altijd, pilot is wel uniek Wie faciliteert? Netbeheerders, energieleveranciers, administratiekantoor?

Roadmap Energieopslag...

Documents

Transcript of Roadmap Energieopslag...