MKB-Innovatiestimuleringsplan (MIT) 2015 Topsectoren: Chemie en Energie

Transcriptie

1 Regeling nationale EZ-subsidies, bijlage als bedoeld in artikel eerste lid Bijlage 6 MKB-Innovatiestimuleringsplan (MIT) 2015 Topsectoren: Chemie en Energie Finale versie Topsector Chemie/ Topsector Energie

2 Innovatiethema s binnen de Topsector Chemie De topsector Chemie heeft vier programmatische hoofdlijnen gedefinieerd: Chemistry of Advanced Materials, Chemistry of Life, Chemical Conversion, Process Technology & Synthesis en Chemical Nanotechnology and Devices. Voor elk van deze hoofdlijnen volgt hieronder een aantal thema s. Chemistry of Advanced Materials Binnen dit thema gaat het om innovaties die gericht zijn op de productie van polymere materialen (zoals kunststoffen of bioplastics), en/of de verwerkingsprocessen, en/of de toepassing in een breed scala van producten in diverse toepassingsgebieden en/of het hergebruik hiervan. Programmalijn: 1 C - Advanced Materials-Biobased materials Deze programmalijn richt zich op innovatie met biobased polymere materialen, gemaakt van biobased grondstoffen. Biobased grondstoffen bieden kansen om onze afhankelijkheid van fossiele grondstoffen te verminderen en een bijdrage te leveren aan duurzaamheid. Het vervangen van fossiel gebaseerde materialen door biobased materialen in bestaande en nieuwe toepassingen draagt bij aan de transitie naar een biobased economy. Belangrijke thema s zijn: inzet van groene bouwstenen/polymeren met betere/andere eigenschappen inzet van biobased hulpstoffen, coatings en componenten van composieten biologisch afbreekbare materialen (bijv. PLA, PHA) voor functionele materialen biobased alternatieven voor vermeend toxische additieven nieuwe of aangepaste verwerkingsprocessen die door de inzet van andere polymeren noodzakelijk worden Programmalijn: 2 C - Advanced Materials-Superieure materialen Deze programmalijn is gericht op een viertal speerpunten: 1. Duurzamer: duurzame producten (of wijzigingen in producten) die resulteren in een lagere milieu impact (zowel planet als people), bijvoorbeeld door materiaalbesparing, lichtere materialen of levensduur verlenging. 2. Slimmer: materialen die bijdragen aan nieuwe functionaliteiten of combinaties van bestaande functionaliteiten, zoals zelfreparerende of zelfreinigende kunststoffen, nieuwe moleculen en devices op het raakvlak van nanotechnologie en life sciences (bijv. (bio)sensoren en selectief permeabele membranen) of materialen waarvan de eigenschappen veranderen onder invloed van temperatuur,licht, druk of een magnetisch veld 3. Effectiever/efficiënter: materialen die leiden tot minder materiaalgebruik met vergelijkbare prestaties of tot betere prestaties bij gelijkblijvend materiaal gebruik, zoals composieten of vezels met verbeterde polymeereigenschappen voor bijv. zoals comfort, absorberen, afstoten, signaal /detectiefunctie etc. 4. Gezonder/veiliger: Inzet van inzet van nieuwe additieven en stabilisatoren, zoals Biobased) alternatieven voor vermeend toxische additieven, tegengaan van uitwaseming vluchtige giftige gassen zoals styreen, verbeterde antimicrobiële en zelf herstellende of schoonmakende eigenschappen toegepast in bijvoorbeeld vloerbedekking of anti microbieel textiel. Pagina 2 van 16

3 Programmalijn: 3 C - Advanced Materials-Sluiten van de keten Door de toenemende schaarste van grondstoffen is afval een luxe die de wereld zich steeds minder kan veroorloven. Afval wordt en is grondstof. Daar waar de prijs vangrondstoffen oploopt door schaarste wordt het economisch ook interessanter om materiaal te hergebruiken of te recyclen. In eerste instantie is het sluiten van de keten gericht op hergebruik van materialen op basis van fossiele grondstoffen, maar ook het sluiten van de keten voor niet biodegradeerbare biobased materialen is van toenemend belang. Belangrijke thema s zijn: Recycling van kunststoffen uit de verschillende sectoren zoals verpakkingen, automotive, bouw, high tech, landbouw, etc. Verbetering van scheidingstechnieken. Toepassen van recyclaat in hoogwaardige toepassingen. Onderzoek gericht op optimalisatie van eigenschappen na recycling. Verbetering van efficiency in de materiaalkringloop, rekening houdende met het internationale karakter van de recyclingmarkt. Chemical Conversion, Process technology & Synthesis Programmalijn: 4 C - Chemical Conversion, Process technology & Synthesis - Energieefficiëntie In dit thema binnen de Chemie wordt uitgegaan van procesmatige verwerking van materialen in de breedste zin van het woord: Het programma Energie efficiëntie betreft het ontwikkelen van processen en systemen die leiden tot besparing van energie in de procesindustrie, onder meer de chemie, olie & gas, voedingsmiddelen, farma en biotechnologie. Het is gericht op procesmatige verwerking inclusief utilities, sensor en regelsystemen, en andere processen of procesunits voor dezelfde of vergelijkbare producten, eventueel met gebruikmaking van nieuwe grondstoffen. Hieronder valt ook gebruik van andere energiebronnen, bijvoorbeeld switch van stoom i.p.v. hot oil en koelmethoden. Nieuwe snelle en goedkope sensoren en regelsystemen maken dynamische processturing mogelijk aan de hand van input van veel actuele procesdata. Dit leidt tot grote energiebesparing, betere producten en minder off spec producten. Binnen Duurzame Procestechnologie wordt bovendien gewerkt aan o Energie efficiënte bulk vloeistof vloeistofscheidingen met onder meer andere destillatieprocesen, integratie van membraanprocessen en destillatie en dynamische procesturing die met minder energie zuiverder producten opleveren met als neveneffect een verhoogde materialenefficiëntie. Hieronder wordt ook begrepen de verbeterde scheiding van productiewater uit olie en gaswinning voor EOR en EGR o Proces intensificatie, waarbij conversieprocessen worden samengevoegd met de scheidingstap van producten(zoals extractieve destillatie en simultaan geïntegreerd verwijderen van water bij veresteringproces), of bijvoorbeeld thermische scheidingen en de gehele warmtehuishouding in een apparaat worden gecombineerd, hetgeen veel energieverlies voorkomt en resulteert in kunnen weglaten van apparaten en daarmee de investering terugbrengt alsmede de onderhoudskosten aanzienlijk verlaagt; maar ook Pagina 3 van 16

4 continue kristallisatiereactoren die uniformere producten opleveren in aanzienlijk kortere tijd dan batch processen. o Ontwateren, Drogen waarbij schoon water uit de verdampingstap wordt gewonnen met circa 90% warmterecuperatie. Industrieel water met nieuwe geïntegreerde systemen voor proceswater bereiding, opwerking en hergebruik in productieprocessen met minder dan 10% van het huidige waterverbruik waaronder membraantechnologie, selectieve oxidatietechnieken en selectieve adsorptie en extractiemethoden. o Nieuwe concepten voor Proces Systeem Engineering en Procesbesturing, vereist voor het mogelijk maken van de grote energie en materiaal efficiëntie stappen. Modulaire unitoperation technologieën voor het toepassen van het sterk variërende aanbod van groene energie in industriële processen (in samenspraak met de TKI s van de Topsector Energie) Duurzame business modellen die niet meer uitgaan van de conventionele berekeningen op basis van unit operation kosten en baten of return on investment, maar de volledige fabriek of de bedrijfsketen in ogenschouw nemen inclusief logistiek en verpakkingsystemen en de opbrengst op andere basis waardeert. Een onderdeel hiervan is het ontwikkelen van nieuwe kosten en risico schema s voor het implementeren van nieuwe technologieën Programmalijn: 5 C - Chemical Conversion, Process technology & Synthesis - Materiaalefficiëntie Materiaalefficiëntie richt zich op: o het ontwikkelen van processen waarin het direct rendement van de materiaalstromen hoog is. o processen voor een hoge zuiverheid van (half)producten zodanig, dat verder op in de keten efficiënter met het product kan worden omgegaan. Bovendien leidt dit ook tot een hogere secundaire energie efficiëntie. o het gebruik van CO 2 voor nieuwe productieroutes voor bulkmaterialen. o het winnen van mineralen uit zoute processtromen en shale gas water. o het selectief scheiden van waardevolle componenten uit complexe processtromen Hieronder vallen ook het verlengen van de levensduur van installaties, de inrichting van onderhoud, niet alleen voor een langer leven maar ook gericht op ombouw van installaties met hogere energie en materiaalefficiëntie en het gebruik van CO 2 voor nieuwe productieroutes voor bulkmaterialen. Programmalijn: 6 C - Chemical Conversion, Process technology & Synthesis - Biobased economy Binnen de Biobased economy ligt het werkveld op de processen voor het ontsluiten, verwerken, scheiden en zuiveren van biobased grondstoffen en producten voor de voeding, farma en chemie. Ontwikkelingen aan met name deze onderdelen gebeuren in nauwe band met de programmalijnen bioraffinage en conversietechnologieën van het TKI Biobased Economy onder meer voor Complexe moleculaire scheidingen en winnen van eiwitten, Biobased productieprocesen, Snelle routes van bio tot bulkgrondstoffen en het Procesmatig verwerken van algen en natte biomassa. Belangrijke onderdelen zijn het ontwikkelen van hygiënische condities voor raffinage en conversieprocessen en het opschalen van deze processen ten behoeve van bulkproductie. Pagina 4 van 16

5 Programmalijn: 7 C - Chemical Conversion, Process technology & Synthesis - Katalysatoren & biomassa De chemie heeft de ambitie om de koolstofketen te sluiten door vernieuwbare uitgangsmaterialen te gebruiken. Om deze ambitie te verwezenlijken is het van belang om nieuwe zeer actieve katalysatoren en processen te ontwikkelen die leiden tot de stabiele en selectieve vorming van producten uit biomassa. Hierbij zal de nadruk liggen op zowel chemo als biokatalytische routes en eventuele combinaties. Een belangrijk resultaatgebied is nieuwe bouwstenen voor de chemische en maakindustrie; een ander is bestaande bouwstenen zodat ze direct als "drop in" materialen gebruikt kunnen worden. Chemistry of Life Programmalijn: 8 - C Chemistry of life - Chemie van Leven Binnen dit thema gaat het om innovaties die zijn gericht op kennis, monitoring en verbetering van gezondheid door middel van 1) moleculaire interventie op het lichaam in ziekte en gezondheid en 2) voedselconsumptie en verwerking voor verbeterde gezondheid en verhoogde duurzaamheid. Subthema s zijn: Personalized Health Analyse, diagnostiek, gerichte moleculaire behandeling en monitoring van ziekten. Het creëren en verbeteren van medische moleculen en probes. Ontwikkeling van biomedische materialen voor verbeterde functionaliteit in het menselijk lichaam. Voeding Verbetering van het inzicht in de biochemie van processen gedurende de productie van voedsel en voedingsingrediënten. Verbetering van het inzicht in de relatie tussen voeding en gezondheid door begrip van verteringsprocessen. Duurzame productie en consumptie. Chemical Nanotechnology & Devices Programmalijn: 9 - C - Chemical Nanotechnology & Devices - Chemische Nanotechnologie Moderne nanotechnologieën maken het inmiddels mogelijk op atomair niveau slimme systemen te fabriceren. De steeds verdergaande miniaturisatie en integratie van elektronische systemen biedt nieuwe mogelijkheden voor sensoren en informatieverwerking en opslag. De micro en nanotechnologie biedt vooruitstrevende oplossingen voor maatschappelijke uitdagingen en medische diagnostiek, behandeling en drug delivery, energieconversie, transport, de opslag van gegevens en de ontwikkeling van duurzame processen en producten. Analytisch chemische inzichten en technieken spelen een belangrijke rol bij de ontwikkeling van high-end sensing en meet en analyseapparatuur. De integratie van nanomaterialen en systemen op nanoschaal met (gemodificeerde) biologische systemen kan helpen de levensverwachting van toekomstige generaties te verlengen. Vanuit de topsector chemie zullen nanotechnologie en devices cruciale bijdragen leveren aan oplossingen voor deze uitdagingen. Programmalijn: 10 - C - Chemical Nanotechnology & Devices - (Chemische) Analyse (Chemische) Analyse wordt in vele economische sectoren gebruikt en is onmisbaar voor technologische innovatie. Het meten met hogere resoluties (chemisch, in tijd en spatieel) is daarin van groot belang. Tegelijkertijd bestaat er een behoefte om meer analyses ter plekke te uit te voeren. Innovatie in (chemische) analyse wordt bereikt langs drie thema s: (1) Breng het lab naar het monster; het gaat er hierbij om de analyse te doen waar die nodig is; in een Pagina 5 van 16

6 reactor/proces/fabriek, in het milieu, naast het bed van een patiënt; (2) Het analyseren van intacte systemen; het gaat hier om non destructieve analyse, analyse op afstand etc.; (3) Revoluties in resoluties; het verbeteren van plaats tijd en chemische resolutie; dit gaat vaak gepaard met een verbetering van de gevoeligheid van detectie. Miniaturisering van analytische technieken speelt bij deze thema s een belangrijke rol. Biobased Economy (3 programmalijnen) Programmalijn: 11 B Biobased Thermische conversie van Biomassa De programmalijn 'Thermische conversie van biomassa richt zich op technologieën waarmee biomassa bij verhoogde temperatuur, al dan niet in aanwezigheid van zuurstof, wordt omgezet naar: Elektriciteit en, of warmte. Hoogwaardige energiedragers die geschikt zijn voor de productie van elektriciteit en, of warmte. Voorbehandeling Dit omvat enerzijds voorbehandeling, torrefactie, pyrolyse en andere voorbehandelingstechnieken om laagwaardige biomassa geschikt te maken voor de opwekking van energie en warmte, en anderzijds Bij en meestoken: het geschikt maken van installaties voor hogere percentages bij en meestook biomassa. Programmalijn 12 B - Biobased - Chemisch katalytische conversietechnologie. 'Chemisch katalytische conversietechnologie' betreft de ontwikkeling van nieuwe geavanceerde technologieën voor de omzetting van al dan niet voorbewerkte biomassa naar groene materialen, chemicaliën en brandstoffen via chemokatalytische routes. Conversieprocessen worden bij voorkeur vooraf gegaan door bioraffinage. Bij bioraffinage worden plantaardige en dierlijke grondstoffen op efficiënte, ecologisch verantwoorde en economische wijze ontrafeld, zodat de volledige potentie van haar inhoudsstoffen benut kan worden. Het streven is daarbij om bestaande functionaliteiten en koolstofskeletstructuren in de moleculen zo veel mogelijk te behouden. Conversieprocessen worden gevolgd door energie efficiënte scheidingstechnieken, alsook de ontwikkeling van processen voor eindproducten (e.g. polymerisatie en materiaalontwikkeling). Dit is inclusief verwerking lignocellulose, conversie van pyrolyse olie naar biobrandstof en chemicaliën, en productie biobrandstoffen en chemicaliën uit vaste biomassa via vergassing. Programmalijn 13 B - Biobased - Biotechnologische conversietechnologie. 'Biotechnologische conversietechnologie' betreft ontwikkeling van nieuwe geavanceerde technologieën voor de omzetting van al dan niet voorbewerkte tweede generatie biomassa naar groene materialen, chemicaliën en brandstoffen via biotechnologische routes (met aandacht voor biotechnologie/genomics). Conversieprocessen worden bij voorkeur vooraf gegaan door bioraffinage. Bij bioraffinage worden plantaardige en dierlijke grondstoffen op efficiënte, ecologisch verantwoorde en economische wijze ontrafeld, zodat de volledige potentie van haar inhoudsstoffen benut kan worden. Het streven is daarbij om bestaande functionaliteiten en koolstofskeletstructuren in de moleculen zo veel mogelijk te behouden. Conversieprocessen worden gevolgd door energieefficiënte scheidingstechnieken, alsook de ontwikkeling van processen voor eindproducten (e.g. polymerisatie en materiaalontwikkeling). De innovatiethema s binnen de Topsector Energie zijn: Pagina 6 van 16

7 Energiebesparing industrie ( 5 programmalijnen) Het onderscheid tussen dit onderdeel binnen Energie en de programmalijn Energie Efficiëntie binnen de Chemie is dat bij deze 5 programmalijnen louter van de energetische toepassingen wordt uitgegaan en NIET van de procesmatige verwerking van materialen in de breedste zin van het woord (zie voor deze laatste de programmalijn Energie Efficiëntie binnen de Chemie). Programmalijn: 14 B Energiebesparing industrie - Ontwateren en Drogen Droogprocessen met 50% minder energiegebruik met gelijktijdige verbetering van Productkwaliteit; Technologieën voor energie efficiënte behandeling van geconcentreerde, vaak hoog viskeuze processtromen. Cluster droogtechnologie en geconcentreerde processtromen. Programmalijn: 15 E Energiebesparing industrie - Proces/Systeem analyse en ontwerp Analyse en ontwerp van processen en systemen die leiden tot een doorbraak in efficiënter energie en grondstoffenverbruik; Deze kennis uit processen geeft richting aan technologische en niet technologische innovaties. Het opheffen van barrières voor het toepassen van nieuwe technologieën. Het betreft de synthese of het combineren van processen tot nieuwe procesroutes Process System Engineering Programmalijn: 16 E Energiebesparing industrie - Utilities en Control Binnen deze programmalijn wordt aandacht gegeven aan de hulpprocessen, apparaten en regelsystemen die de energie c.q. warmtehuishouding van het proces en de procesvoering onderhouden. Thema s zijn: Cluster Hergebruik van restwarmte, Cluster Restwarmte naar Elektriciteit, Cluster Benutting hoge temperatuur restwarmte, Cluster Multi fuel concepten, Cluster Systeemstudies lokale warmteopwekking en onder meer draad en voedingloze signaaloverdrachtsystemen als onderdeel van DCS en afstemmen van verschillende procestreinen en productielocaties in de keten onderling in de Cluster Advanced Process Control. Programmalijn: 17 E Energiebesparing industrie - Omzetting en Scheiding De apparaten (reactoren, fornuizen, ovens, scheidingssystemen etc.) en processen in het hart van het systeem. Thema s binnen Cluster Efficiënte verbrandings en oventechnologie, Cluster Laag energetische scheidingsprocessen, Cluster Verbrandingstechnologing en Cluster Onvolledige reacties Programmalijn: 18 E Energiebesparing industrie - Fundamentals Funderend onderzoek deels op vraagsturing vanuit de thema s. Cluster Fundamentals/frontline technologies. Nieuwe technologieën in nieuwe processen die doorbraken in de energie en grondstof efficiëntie mogelijk maken innovatie Duurzame Energie en Energiebesparing Gebouwde Omgeving (ideego) (5 programmalijnen) Pagina 7 van 16

8 De innovatiethema s voor Solar Energy, EnerGO en Smart Grids zijn in 2015 gecombineerd tot de paragraaf innovatie Duurzame Energie en Energiebesparing Gebouwde Omgeving (ideego), met daarin 5 geïntegreerde programmalijnen. Deze programmalijnen zijn: 1. Zonnestroom (PV) systemen 2. Compacte conversie en opslag van thermische energie 3. Multifunctionele bouwdelen 4. Energieregelsystemen en diensten 5. Flexibele energie infrastructuur Programmalijn: 19 E ideego - Zonnestroom (PV) systemen Deze programmalijn richt zich op de ontwikkeling en implementatie van Nederlandse kennis en kunde voor wat betreft de ontwikkeling en productie van zonnestroomproducten (d.w.z. cellen, halffabricaten, modules, etc.). Deze programmalijn zal succesvol zijn als er meer Nederlandse technologie, productieapparatuur en materialen van Nederlandse leveranciers wereldwijd in zonnestroomproducten worden verwerkt dan op het moment dat het programma begon. De programmalijn heeft tevens als ambitie om de kosten van zonnestroom te helpen verlagen en draagt daarmee (indirect) bij aan het versnellen van de implementatie van PV in Nederland. Projecten in de zin van de regeling passen binnen de volgende programma s: Wafergebaseerde kristallijn silicium PV technologieën In dit programma worden innovatieve technologieën ontwikkeld voor (de productie van) wafergebaseerde silicium zonnestroomcomponenten. De focus van dit programma ligt op de toepassing van nieuwe materialen, geavanceerde cel en moduleconcepten (inclusief toepassing specifieke oplossingen), gerelateerde productieprocessen en apparatuur en duurzaamheids aspecten zoals design for recycling en 'design for sustainability'. Dunne film PV technologieën In dit programma worden innovatieve technologieën ontwikkeld voor (de productie van) dunne film zonnestroomcomponenten. De focus van dit programma ligt op de toepassing van nieuwe materialen, geavanceerde cel en moduleconcepten (inclusief toepassing van specifieke oplossingen), gerelateerde productieprocessen en apparatuur en duurzaamheidsaspecten zoals design for recycling en 'design for sustainability'. Nieuwe, hybride en generieke toepassing PV technologieën In dit programma worden innovatieve concepten en technologieën ontwikkeld voor (de productie van) zonnestroomcomponenten met een zeer hoog omzettingsrendement gebaseerd op, maar niet exclusief, hybriden van kristallijn silicium en dunne film PV technologieën en generiek toepasbare PV technologieën. De focus van dit programma ligt op de toepassing van nieuwe materialen, de ontwikkeling van innovatieve cel en moduleconcepten (inclusief 3 of 4 en 2 terminal tandems), gerelateerde productieprocessen en apparatuur en duurzaamheidsaspecten zoals design for recycling en 'design for sustainability'. Pagina 8 van 16

9 Applicatieontwikkeling van Nederlandse PV technologieën In dit programma worden innovatieve zonnestroomcomponenten ontwikkeld, en in de praktijk beproeft, die voornamelijk zijn gebaseerd op Nederlandse kennis en kunde, zodat deze succesvoller en sneller op de markt kunnen worden gebracht. Er wordt met name gezocht naar producten die een exportpotentieel hebben. Hierbij is met name de bankability van Nederlandse innovaties belangrijk. De focus van dit thema ligt op applicatieontwikkeling en demonstratie. Programmalijn: 20 E - ideego - Compacte conversie en opslag van thermische energie De doelstellingen van deze programmalijn zijn het verhogen van de efficiëntie van de conversie naar warmte en koude voor ruimtes en tapwater, het vervangen van de inzet van fossiele brandstof door duurzame thermische energie en het verhogen van de nuttige inzet van die duurzame bronnen door gebruik van thermische opslag. Conversie en Opslag maken samen de warmtebatterij mogelijk. Energiedragers warmte en elektriciteit worden in het nieuwe systeem beter verbonden. Energieopslag stelt ons in staat om aanbod en vraag te ontkoppelen wat onmisbaar is om: - het fluctuerende aanbod en de fluctuerende vraag op elk moment op elkaar af te stemmen; - te voorkomen dat energienetten in onbalans raken; - verdere groei van hernieuwbare energie mogelijk te maken. Projecten in de zin van de regeling passen binnen de volgende programma s: Duurzame compacte conversie Deze programmalijn richt zich met name op kleine, hoog efficiënte componenten en warmtepompen geschikt voor de bestaande bouw (woningen en utiliteitsbouw). De oplossingen kunnen uiteindelijk separaat in de markt worden gezet, maar ook in samenhang met o.a. compacte thermische opslag. In de ontwikkeling is specifiek aandacht voor: efficiency van de conversietechnieken, afmetingen van installaties, geluidsniveaus, onderhoudsfrequentie en kosten, efficiënte bereiding van warm tapwater. Compacte verliesvrije thermische opslag Dit programma richt zich op de ontwikkeling van compacte thermische opslag, significant compacter dan water met als uiteindelijk doel een factor 8 compacter. Deze ambitie wordt in stappen, via generaties producten, nagestreefd. Het gaat hierbij met name om materialen, componenten (waaronder warmtewisselaars) en reactoren voor thermochemische opslag en opslag in PCM (phase change materials) geschikt voor de bestaande bouw. In deze ontwikkeling is specifiek aandacht voor: miniaturisatie, het vergroten van de opslagdichtheid, verkorten van de laadtijd en ontlaadtijd, verlagen van de laadtemperatuur, verhogen van ontlaadtemperatuur, verlengen van de levensduur, vergroten van de stabiliteit van systemen, verbeteren van capaciteit en vermogen, kostprijsverlaging. Integratie aspecten (van en 2.1.2) en demonstratie van generaties conversie en opslag warmtebatterij Pagina 9 van 16

10 De combinatie van compacte conversie en opslag biedt een totaal product warmtebatterij voor levering van warmte, mogelijk koude én de mogelijkheid om met het warmtesysteem in te spelen op fluctuaties van vraag en aanbod (en de prijzen daarbij) in het elektriciteitssysteem. In dit programma gaat het behalve om de combinatie ook om het ontwikkelen van geïntegreerde apparaten waarin compacte opslag en compacte warmtepomp zijn samengebracht. Programmalijn: 21 E- ideego - Multifunctionele bouwdelen (MFB) De belangrijkste doelstelling van deze programmalijn is het energieneutraal maken van de gebouwde omgeving in Nederland, door grootschalige implementatie van duurzame energiesystemen (zonnestroom, warmte en koude) én energiebesparing door middel van slimme energierenovatie van gebouwen en civiele infrastructuur (constructies in of aan wegen, spoorwegen etc). Door het toepassen van multifunctionele bouwdelen hiervoor, wordt tevens de installatiebranche en de bouwsector economisch versterkt. Projecten in de zin van de regeling passen binnen de volgende programma s: Pagina 10 van 16 Ontwikkeling van multifunctionele bouwdelen voor utiliteitsgebouwen In dit programma worden multifunctionele bouwdelen ontwikkeld om toegepast te worden bij de in de Aanleiding genoemde industriële nieuwbouw / renovatie van utiliteitsgebouwen, waarbij de gebouwschil op een innovatieve wijze meerdere functies combineert. Hierbij wordt gedacht aan het combineren van klassieke functies (zoals stijfheid en sterkte, wind en waterdichtheid en isolatie) met minimaal twee extra functies als duurzame energieopwekking (van zonnestroom, warmte, koude), decentrale energieopslag, warmte / koude afgifte, ventilatie, klimaatregeling, en/of energiemanagement. Uiteindelijk zal deze oplossing aantoonbaar beter moeten presteren (zowel financieel als qua energieprestatie) dan bestaande concepten. Ontwikkeling van multifunctionele bouwdelen voor woningen In dit programma worden multifunctionele bouwdelen ontwikkeld om toegepast te worden bij de in de Aanleiding genoemde industriële nieuwbouw / renovatie van woningen met gestandaardiseerd maatwerk, waarbij de gebouwschil op een innovatieve wijze meerdere functies combineert. Hierbij wordt gedacht aan het combineren van klassieke functies (zoals stijfheid en sterkte, wind en waterdichtheid en isolatie) met minimaal twee extra functies als duurzame energieopwekking (van zonnestroom, warmte, koude), decentrale energieopslag, warmte / koude afgifte, ventilatie, klimaatregeling, en/of energiemanagement. Uiteindelijk zal deze oplossing aantoonbaar beter moeten presteren (zowel financieel als qua energieprestatie) dan bestaande concepten. Ontwikkeling van multifunctionele bouwdelen voor civieltechnische infrastructuurelementen In dit programma worden multifunctionele bouwdelen ontwikkeld om toegepast te worden in civieltechnische infrastructuurelementen die de opwekking van duurzame energie (zonnestroom, warmte en koude) combineren met klassieke functies van een civieltechnisch infrastructuurelement zoals stijfheid en sterkte, zicht en geluidsisolatie, etc. In dit programma wordt gezocht naar oplossingen die gebruikt kunnen worden bij zowel de nieuwbouw als de renovatie van een civieltechnisch infrastructuurelement. Praktijkproeven van multifunctionele bouwdelen

11 Esthetische kwaliteit, formaat, levensduur, betrouwbaarheid, noodzakelijk onderhoud, geluid, installatiegemak en lage kosten zijn uiteindelijk van doorslaggevend belang bij het daadwerkelijk op de markt krijgen van innovatieve multifunctionele bouwdelen. Voordat dergelijke multifunctionele bouwdelen voor dak, gevel of infrastructuurelement grootschalig kunnen worden toegepast dienen ze echter eerst op voldoende schaal gedemonstreerd te worden. Programmalijn: 22 E - ideego - Energieregelsystemen en -diensten in de gebouwde omgeving Eigenaren van energieregelsystemen kunnen opwekking, opslag en gebruik van energie beter beheren en de uitwisseling van energie via energiehandel optimaliseren. De bedoeling van de programmalijn is om met deze systemen de waarde van lokaal opgewekte duurzame energie te verhogen. En de waarde van flexibiliteit te verhogen: de mate waarin het energiesysteem opwekking en gebruik aanpast in reactie op (on)verwachte fluctuaties. De energieregelsystemen dragen ook bij aan minstens 15% energiebesparing en een gezond binnenklimaat. Projecten in de zin van de regeling passen binnen de volgende programma s: Beheersen en bufferen van energiestromen Dit programma richt zich op zelflerende intelligente energieregelsystemen en diensten voor optimaal energiegebruik, optimale inzet van duurzame energie, ontsluiting van flexibiliteit en energiebesparing. Een ideego project plaatst zich in de brede context van de hierboven genoemde aspecten. En geeft aan hoe het energiebeheer leidt tot flexibiliteit en/of energiebesparing en/of optimalisatie van duurzame energie opwekking en hoe daaruit een verdienmodel ontstaat. Inzetten van prijsmechanismen en dynamische verrekeningen Prijsmechanismen en dynamische verrekeningen bieden incentives om de energievoorziening duurzamer in te richten. Bijvoorbeeld op de commoditymarkt, de onbalansmarkt en/of met dynamische prijzen voor transport en levering. In projecten dienen partijen betrokken te worden, die op deze energiemarkten met innovatieve tariefstructuren een rol spelen. De traditionele manier van verrekenen en factureren ( billing ) is niet toereikend voor de energietransitie. In het bijzonder geldt dit voor nieuwe flexibiliteitsdiensten, zoals vraagsturing ( demand response ) en onderlinge levering tussen consumenten. De huidige billing processen zijn gericht op een jaarlijkse energienota en kunnen nieuwe diensten en bijbehorende prijsmechanismen niet adequaat verwerken. Nieuwe functionaliteiten en processen zullen beschikbaar moeten komen en nieuwe stakeholders zullen eigen billing mechanismen aanbieden. Een ideego project geeft aan hoe prijsmechanismen en dynamische verrekeningen leiden tot flexibiliteit en/of energiebesparing en hoe daaruit een verdienmodel ontstaat. Programmalijn: 23 E - - ideego - Flexibele energie infrastructuur De bedoeling van de programmalijn is om de bijdrage van de energie infrastructuur aan een duurzame energievoorziening te verhogen, met een grotere flexibiliteit van deze infrastructuur. Het Pagina 11 van 16

12 gaat om de fysieke infrastructuur (elektriciteit, gas, warmte, koude) voor het transport en de distributie van energie, energienetten en ondergrondse thermische systemen. De te onderzoeken en te ontwikkelen producten en diensten richten zich op de beheerders van de energie infrastructuur. Projecten in de zin van de regeling passen binnen de volgende programma s: Flexibele elektrische energie infrastructuur Flexibilisering van de energie netinfrastructuur door middel van de ontwikkeling van nieuwe meettechnieken, nieuwe regelingen en nieuwe rekenalgoritmes die leiden tot betere benutting van de infrastructuur, een hogere betrouwbaarheid en meer mogelijkheden voor de inpassing van duurzame energieopwekking. Intelligente componenten zoals DC interfaces en andere vermogenselektronica, regelbare tapchangers (voor transformatoren) voor verbetering van de bedrijfsvoering van de energie infrastructuur. Intelligente monitoring, meting en aansturing zullen de betrouwbaarheid van de infrastructuur verhogen en de beschikbare capaciteit beter benutten. Lage temperatuur warmte en koudenetwerken via clusteraanpak In gebieden is enerzijds warmte over en op andere plaatsen en tijdstippen juist warmte tekort (idem voor koude). Daarnaast kunnen met de toename van individuele ondergrondse WKO systemen (warmte koude opslag) deze systemen elkaar onderling in ongunstige zin beïnvloeden en tot hogere kosten leiden dan voor collectieve systemen. Dit programma richt zich op het optimaliseren van warmte en koudesystemen door optimalisatie en onderlinge levering in clusters en gebieden. Het gaat hierbij om concepten en tools voor inrichten en omvormen van lokale (of individuele) warmte en koudesystemen (netwerken) naar collectieve duurzame opwekking en in het systeem geïntegreerde opslag. Dit in combinatie met aanleg van lage temperatuur (LT) thermische netten die via meerdere bronnen en afgifteclusters in de bestaande gebouwde omgeving worden toegepast. Pagina 12 van 16 Sturingsregeling voor multiple vraag en aanbod in LT netten Klassieke warmtenetten kennen een centrale bron en meerdere afnemers. Net als bij slimme elektriciteitsnetten is ook in warmtenetten een transitie nodig waarin meerdere bronnen invoeden op het net, zodat optimaal gebruik kan worden gemaakt van diverse lokale warmtebronnen. Daarvoor is het nodig om regelstrategie, (markt)platforms en meet en regeltechniek te ontwikkelen voor specifieke integratie van vraag/aanbod profielen in LT warmtenetten. Betere benutting van de ondergrond voor opwekking en opslag van thermische energie Opslag in de ondergrond biedt meer mogelijkheden als dat mag op hogere dan nu reguliere temperatuur (>= 30 C). Om dat mogelijk te maken is belangrijk vast te stellen dat daarbij geen ongewenste processen in de ondergrond ontstaan door die temperatuur. Dit programma richt zich op onderzoek naar gedrag van de ondergrond bij deze temperaturen voor het ontwikkelen van deze toepassing van warmteopslag. Ondiepe geothermie Geothermie is een bron van duurzame warmte, die echter forse investeringen vraagt vanwege de diepe boringen die nodig zijn om de warmte te onttrekken. Minder diep is de temperatuur lager, maar nog wel hoog genoeg voor lage temperatuur verwarming. Dit

13 programma richt zich op onderzoek en ontwikkeling van geothermiesystemen waarbij warmte wordt onttrokken van C op een diepte tussen de 500 en 1000 meter. Beschikbaar stellen of leveren van informatie en datamanagement Het verzamelen van data en deze als informatie aanbieden aan derden behoren bij de digitalisering van het energiesysteem. Netbeheerders krijgen de mogelijkheden om de toestand van hun energienetten continu en in meer detail te monitoren en de energiestromen beter te controleren, te sturen en te beheren. Andere commerciële partijen krijgen steeds meer de mogelijkheid energiemanagement en andere flex diensten te ontwikkelen en aan hun klanten aan te bieden. Concepten en tools voor (her)ontwerp energie infrastructuur Voor het (her)ontwerp van de energie infrastructuur en voor het ondersteunen van keuzes voor (her)investering daarin en in lokale energiesystemen is van belang de juiste gegevens integraal af te kunnen wegen. Hiervoor zijn concepten en tools nodig voor optimalisatie en transitie van lokale energie infrastructuur als onderdeel van een duurzame energievoorziening. In die optimalisatie en transitie is aandacht voor mogelijke besparing op de kosten van renovatie van de energie infrastructuur door: aanpassing van netten, effecten van verandering in energiedrager, lokale energiebesparing, duurzame opwekking en/of opslag. Wind op Zee (5 programmalijnen) De vijf TKI Wind op Zee innovatiethema s of programmalijnen zijn: 1. Ondersteuningsconstructies 2. Optimalisatie van de windcentrale 3. Intern elektrisch netwerk en aansluiting op het hoogspanningsnet 4. Transport, Installatie en Logistiek 5. Beheer en Onderhoud Binnen de vijf thema's is een gebalanceerd portfolio van activiteiten gedefinieerd, die ieder bijdragen aan één of meerdere van de schakels discovery, development en deployment van de innovatieketen. Voor een deel van de activiteiten is een proeftuin of demonstratieomgeving essentieel om de innovaties daadwerkelijk te realiseren. Programmalijn: 24 E Wind - Ondersteuningsconstructies Nederland heeft sterke spelers met innovatieve productielijnen voor ondersteuningsconstructies van windturbines. Deze bedrijven zijn marktleider, en willen deze positie borgen en verder uitbouwen. Naast het optimaliseren van bestaande ondersteuningsconstructies door middel van de juiste ontwerpmethoden en toepassing van integrale ontwerp en optimalisatie tools, is kostendaling mogelijk door het ontwerpen van geheel nieuwe typen ondersteuningsconstructies en op het gebied van optimale fabricage door middel van bouwresearch. Pagina 13 van 16

14 Programmalijn: 25 E Wind - Optimalisatie van de windcentrale Een offshore wind park is nog steeds geen wind power station, maar een gecoördineerde samenbouw van componenten met een verschillende achtergrond. Het geïntegreerd ontwerpen op basis van de laagste cost of energy van het geheel in plaats van de eigen component staat nog in de kinderschoenen, maar wordt steeds noodzakelijker gezien de toenemende omvang van de centrale en de turbines. De belangrijkste (technische) aspecten hierbij zijn innovaties gericht op verhoging van de betrouwbaarheid en levensduur van (componenten van) het windpark, geïntegreerd ontwerpen van turbine plus ondersteuningsconstructie plus netwerk, optimalisatie van de windcentrale. Dit laatste steunt onder andere op een hogere mate van regelbaarheid van iedere turbine en de afstemming van de turbines op elkaar. Deze ontwerpaspecten zullen ondersteund worden door een geïntegreerde toepassing van meteorologische, aerodynamische, materialen en control kennis. Programmalijn: 26 E Wind - Intern elektrisch netwerk en aansluiting op het hoogspanningsnet Offshore onderstations zijn groot en zwaar en daardoor duur en moeilijk te transporteren en installeren. Qua technologie zijn er allerlei uitdagingen die liggen op het gebied van HVDC, geavanceerde blindstroomcompensatie apparatuur, DC schakelapparatuur & vermogenselektronica en elektrotechnische beveiliging en besturing. Beheerders van onderstations en kabels kunnen niet terugvallen op voldoende statistische gegevens waaruit een onderhoudsbeleid en strategie kan worden afgeleid. Het ontstaan van een offshore netwerk met e hubs zorgt voor koppeling van offshore windparken en van de Europese markten. Het fluctuerende gedrag van wind wordt steeds meer bepalend voor de energiestromen in het Europese net. Een oplossing hiervoor is het smart transmission grid (of smart super grid), een net waarin op transmissieniveau slimme besturings en regelmogelijkheden van energiestromen zijn ingebouwd. Programmalijn: 27 E Wind - Transport, Installatie & Logistiek Nieuwe schepen en equipment zijn nodig die grotere turbines en fundaties sneller en bij hogere zeegang installeren. Standaardfundaties zoals monopalen kunnen sneller geïnstalleerd worden, heigeluid moet gereduceerd worden. Ontgronding (scour) moet gecontroleerd plaatsvinden zodat geen steenstorting meer nodig is. Aansluiting van elektriciteitskabels op fundatie / windturbines en het offshore onderstation blijkt regelmatig een uitdaging te zijn. Kabels moeten doeltreffender worden gelegd en ingegraven. Afstemming tussen en vermindering van de componenten die offshore geïnstalleerd moeten worden, en het ontwerp zodanig aanpassen dat de assemblage zoveel mogelijk onshore kan plaatsvinden. Havens moeten worden vergroot en/of nieuw gebouwd. Wellicht is het rendabel extra havens midden in zee te bouwen, ook voor de operationele fase. Een goede infrastructuur en een optimale "supply chain" dragen bij in kostenreductie. Havens moeten worden vergroot en/of nieuw gebouwd. Programmalijn 28 E Wind - Beheer en Onderhoud Circa een kwart van de kosten van offshore windenergie zijn gerelateerd aan het beheer en onderhoud van windparken. Beheer en onderhoud staat nog in de kinderschoenen. Dit vormt een belangrijk aangrijpingspunt in het verlagen van de kosten. Veel grote en kleine Nederlandse MKB bedrijven zijn actief op dit gebied, of willen dat worden. Ook de Nederlandse kennisinstellingen zijn actief op dit gebied en hebben een goede kennispositie. Ook kan door effectief onderhoud de beschikbaarheid van windturbines verder worden opgevoerd wat direct leidt tot hogere productie en lagere Cost of Energy. Design for maintenance (redundantie, betrouwbaarheid) maar ook control strategies die partiële operatie van een turbine toestaan verhogen de productie van een park. Pagina 14 van 16

15 Gas (6 programmalijnen / hoofdlijnen) Programmalijn: 29 E Gas - Voorraden: Upstream Gas Thema s zijn: (1) Mature fields: In een mature field is de druk in het reservoir teruggegaan tot niveaus waarbij aanvullende druk nodig is om het gas te exporteren. (2) New fields; Exploratie zoals gebruik van subsurface bronnen. (3) Tough gas en stranded fields, zoals shale gas, tight gas en coalbed methane; nieuwe technieken. Programmalijn:30 E Gas - Substitutie: LNG Thema s zijn: (1) Technologieontwikkeling: is gericht op optimalisatie van de gehele LNG supply chain, met name opslag, distributie en gebruik van LNG als transportbrandstof. Ook kleinschaligere liquefactie technologieën. Daarnaast aandacht voor metrologie en normering. (2) Veiligheid: veiligheidsaspecten vertaald binnen het juridisch kader. (3) Marktintroductie: aandacht aan alle aspecten om LNG als transportbrandstof te implementeren. (4) Maatschappelijke acceptatie: een kritische succesfactor voor de marktintroductie is de acceptatie van deze technologie in de maatschappij. Programmalijn: 31 E Gas - Vergroening van gas Thema s zijn: (1) Agrarische vergisters; binnen de energieketen de grondstoffen volgens cascade inzetten, zonder afvalstoffen ( Cradle to Cradle ). (2) Industriële vergisters; Vergisting van organische afvalstromen op industriële schaal (voedings en zuivelsectoren, afvalbranche (GFT) en waterzuivering (RWZI)). Innovatie gericht op verbetering van het conversieproces, raffinage van afvalstromen en waardecreatie in de keten. (3) Vergassing / SNG route; Vergassing van biomassa. Programmalijn: 32 E Gas - Systeemintegratie Dit programma spitst zich toe op de integratie van gas, elektriciteit, warmte en koude teneinde de transitie naar duurzaam te faciliteren en meer flexibiliteit te creëren zodat energie uit wind en zon goed kan worden ingepast tegen acceptabele kosten en betrouwbaarheid. Thema zijn (1) Netten: balancering en flexibiliteit via de energieinfrastructuur; (2) Energieopslag en de interactie met het energiesysteem; (3) Productie: balans tussen duurzaam en fossiel; (4) De rol van gas en het gassysteem in de energievoorziening. De thema s moeten steeds in samenhang met het energiesysteem worden bezien en beslaan de (milieu)technische, economische, institutionele en maatschappelijke aspecten. Programmalijn: 33 E Gas - CCUS (Carbon Capture, Utilization & Storage) Het programma richt zich op de innovaties die nodig zijn om CCUS gereed te maken voor demonstratie (nu) en implementatie (omstreeks 2025). Thema s zijn (1) CO2 afvang, (2) Toepassing/hergebruik van CO2, (3) Opslag, verificatie, monitoring en veiligheid, (4) Transport en CCUS ketenintegratie, (5) Beleidsmatige, juridische en regulatoire kaders, en (6) Maatschappelijk draagvlak, communicatie en bewustwording. Pagina 15 van 16

16 Bijlage A: Overzicht van de verschillende programmalijnen Programmalijn 1 C Advanced Materials Biobased materialen 2 C Advanced Materials Superieure materialen 3 C Advanced Materials Sluiten van de keten 4 C Chemical Conversion, Process technology & Synthesis Energie efficiëntie 5 C Chemical Conversion, Process technology & Synthesis Materiaalefficiëntie 6 C Chemical Conversion, Process technology & Synthesis Biobased economy 7 C Chemical Conversion, Process technology & Synthesis Katalysatoren & biomassa 8 C Chemistry for life Chemie van Leven 9 C Chemical Nanotechnology & Devices Chemische nanotechnologie 10 C Chemical Nanotechnology & Devices (Chemische) Analyse 11 B Biobased Thermische conversie van Biomassa 12 B Biobased Chemisch katalytische conversietechnologie 13 B Biobased Biotechnologische conversietechnologie 14 B Energiebesparing industrie Ontwateren en Drogen 15 E Energiebesparing industrie Proces/Systeem analyse en ontwerp 16 E Energiebesparing industrie Utilities en Control 17 E Energiebesparing industrie Omzetting en Scheiding 18 E Energiebesparing industrie Fundamentals 19 E IDEEGO Zonnestroom (PV) systemen 20 E IDEEGO Compacte conversie en opslag van thermische energie 21 E IDEEGO Multifunctionele bouwdelen (MFB) 22 E IDEEGO Energieregelsystemen en diensten in de gebouwde omgeving 23 E IDEEGO Flexibele energie infrastructuur 24 E Wind Ondersteuningsconstructies 25 E Wind Optimalisatie van de windcentrale 26 E Wind Intern elektrisch netwerk en aansluiting op het hoogspanningsnet 27 E Wind Transport, Installatie en Logistiek 28 E Wind Beheer en Onderhoud 29 E Gas Voorraden: upstream gas 30 E Gas Substitutie: LNG 31 E Gas Vergroening van gas 32 E Gas Systeemintegratie 33 E Gas CCUS (carbon capture, usage & storage) Pagina 16 van 16