Nieuwe energie. Energieopslag

Transcriptie

1 Nieuwe energie Energieopslag

2

3

4 Colofon Innovatie Zuid September 2012 Thema Nieuwe energie: Energieopslag Samengesteld door Tony Schoen, Peter Muizebelt, Leendert Verhoef en Jolein Schorel, New-Energy-Works Eindredactie Hans van Eerden, Van Eerden Tekst In opdracht van NV Brabantse Ontwikkelings Maatschappij, NV Economische Impuls Zeeland, NV Industriebank LIOF en Syntens Contactpersoon NV Economische Impuls Zeeland Laurens Meijering, Concept en grafisch ontwerp Something New Djordi Luymes en Marc Buijs Oplage 50 exemplaren Rechten De uitgever kan op generlei wijze aansprakelijk worden gesteld voor enige eventueel geleden schade door foutieve vermelding in deze roadmap. Copyright 2012, BOM. Niets aan deze uitgave mag worden overgenomen in welke vorm dan ook zonder nadrukkelijke toestemming van de uitgever. Dit project wordt uitgevoerd met financiële steun van de Europese Unie, EFRO fonds. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

5 Inhoudsopgave Voorwoord 4 Samenvatting en aanbevelingen 6 1 Verantwoording Vraagstelling Reikwijdte van de Roadmap Voor wie is deze Roadmap bedoeld? Zichttermijn van de Roadmap 12 2 Inleiding Waarom opslag? Definitie 16 3 Technologieën, systemen, concepten Biologische opslag Chemische opslag Elektrochemische opslag Elektrische opslag Mechanische opslag Thermische opslag Thermochemische opslag 25 4 Kenmerken Zuid-Nederland Geografisch en demografisch Economische centra Individuele kennisdragers en bedrijven 29 5 Kansen Energieopslag Zuid-Nederland Uitgangspunten Relevant in nationaal/internationaal marktperspectief Passend bij de kenmerken van de regio Eigen karakter Inventarisatie kansen Waterstof Solar Fuels Li-ion Supercondensatoren Vliegwielen Pompaccumulatie Buffervaten PCM s Thermochemische opslag Toetsing Conclusie 42 6 Uitwerking focusgebieden Focusgebied Solar Fuels Focusgebied Li-ion Focusgebied PCM s 48 7 Samenvatting acties focusgebieden 50 Geraadpleegde bronnen 52 Bedrijven en instellingen betrokken bij de Roadmap 53 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

6 Voorwoord 4 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

7 Veel ontwikkelaars en gebruikers van nieuwe technologie gaan er vanuit dat energie overal en altijd beschikbaar is. Maar ga je bijvoorbeeld meer mobiel doen, dan moet er lokaal opslag van energie mogelijk zijn. Daar wordt nog veel te weinig aandacht aan besteed. Alle reden om op het gebied van nieuwe energie specifiek een roadmap voor energieopslag te maken. Heb je het over lokale en kleinschalige opslag, dan liggen daar kansen voor het MKB. Deze Roadmap biedt handvatten om ideeën te genereren, ook richting Brussel, en projecten te stimuleren. Cor Westerbaan van der Meij Innovatieadviseur, Syntens Er zijn in Zuid-Nederland al MKB-bedrijven die producten en diensten leveren op het gebied van energieopslag, maar de markt is nog beperkt. Voor energie zijn vraag en aanbod lang niet altijd gelijk aan elkaar, dus er ligt economische potentie in energieopslag. Dat wordt zeker van belang als we meer en meer naar smart grids en decentrale energieproductie gaan. Met deze Roadmap willen wij MKB-bedrijven informeren en de (lange-termijn) kansen op dit gebied schetsen. Anderzijds proberen wij onderzoeksinstituten als DIFFER, bijvoorbeeld op het gebied van Solar Fuels, te motiveren om MKB ers bij hun onderzoek te betrekken. Er zijn veel ontwikkelingen gaande rond nieuwe energie en dat leidt tot een groeiende behoefte aan energieopslag. Voor de eerste keer is er nu systematisch gekeken naar de economische kansen daarvoor in Zuid- Nederland. Er moet op dit gebied nog veel kennis worden ontwikkeld en dus is de markt in veel gevallen nog ver weg. Dat maakt het voor het MKB een moeilijk onderwerp. Juist daarom is het goed dat dit handzame overzicht er nu ligt. Neem de restwarmte die op industrieterreinen vrijkomt. Met behulp van Phase Change Materials kan een brug worden geslagen naar de gebruiker. En zo blijken er meer vormen van energieopslag perspectief te bieden op een sluitende businesscase. Laurens Meijering Projectmanager, NV Economische Impuls Zeeland, en contactpersoon voor deze Roadmap Op bijeenkomsten met bedrijven zie ik veel enthousiasme om met het onderwerp energieopslag in Zuid-Nederland aan de slag te gaan. Het gaat merendeels nog wel om technologisch georiënteerde mensen, die vooral in R&D actief zijn. Nu deze Roadmap een eerste proeve van dit onderwerp, bij mijn weten op deze schaal nog niet eerder ondernomen er ligt, kan het algemeen management van bedrijven het onderwerp oppakken. Ik hoop dat zij naast de technische ook de commerciële mogelijkheden gaan verkennen. Paul Gosselink Programmamanager Nieuwe Energie en Biobased Economy, NV Brabantse Ontwikkelings Maatschappij Jan Donders Projectmanager Innovatie en Ontwikkeling, NV Industriebank LIOF Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 5

8 Samenvatting en aanbevelingen 6 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

9 Verkenning Energieopslagsystemen Zuid-Nederland Wereldwijd wordt er gewerkt aan een energievoorziening op basis van hernieuwbare bronnen. Mismatch tussen vraag en aanbod, zowel in tijd als in plaats, leidt tot een toenemende vraag naar systemen voor energieopslag. Denk aan balancering van vraag en aanbod in intelligente netwerken, of aan opslagsystemen voor duurzame mobiliteit. Ook in de gebouwde omgeving, waar steeds meer restwarmte, thermische zonne-energie en geothermie wordt ingezet, is er een toenemende vraag naar dag- en seizoensopslag. In Zuid-Nederland zijn diverse mogelijkheden voor bedrijven en instellingen om een actieve rol te spelen in de ontwikkeling van energieopslag. Enkele partijen spelen al een grote rol, anderen staan op het punt van instappen. In deze Roadmap verkennen we de kansen om voor verschillende opslagsystemen bedrijvigheid te ontwikkelen teneinde een economische impuls in Zuid-Nederland te genereren. De verkenning is uitgevoerd in opdracht van de ontwikkelingsmaatschappijen LIOF, BOM en Impuls Zeeland en MKB-intermediair Syntens. Vanuit een breed overzicht van opslagsystemen komen we tot een selectie van drie focusgebieden daarvan mag worden verwacht dat ze goede kansen bieden voor de ontwikkeling van bedrijvigheid in Zuid-Nederland binnen een termijn van vijf tot tien jaar. Deze selectie is gebaseerd op gesprekken met bedrijven en kennisinstellingen, literatuuronderzoek en een workshop met stakeholders. De geselecteerde focusgebieden zijn Solar Fuels, Li-ion en PCM s (Phase Change Materials). Solar Fuels Dit betreft een cluster van opslagsystemen, waarbij energie wordt opgeslagen in de vorm van synthetische koolwaterstoffen geproduceerd uit CO 2 en H 2 O met behulp van chemische processen. Het gebied van de Solar Fuels wordt ook wel aangeduid als CCU : Carbon Capture and Utilisation. Het nieuw te vormen kennisinstituut DIFFER gaat de komende jaren vanuit Eindhoven hiermee aan de slag. Veel van de hightech bedrijven uit de Brainport-regio die bij het onderwerp energieopslag betrokken zijn, beschikken over kennis die relevant is voor de verdere ontwikkeling van Solar Fuels. Daarnaast is ook de procestechnologie van de West-Brabantse/Zeeuwse chemie relevant. Den Bosch Middelburg Roosendaal Breda Tilburg Vlissingen Terneuzen Bergen op Zoom Eindhoven Venlo Solar Fuels Uitwerken proceskaart Versterken kennispositie Initiëren innovaties Business proposities Stimuleren praktijkexperimenten Maastricht Heerlen Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 7

10 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 CO 2 naar Solar Fuels tot in kleine deelprocessen en processtappen wordt uiteengerafeld. Iedere deelstap zal kansen bieden voor bedrijven en kenniscentra om in te stappen in de ontwikkeling van Solar Fuels. Kenniscentra kunnen gestimuleerd worden om hiaten in het kennisniveau voor specifieke deelgebieden op te nemen in onderwijsprogramma s. Voor bedrijven ontstaan kansen om voor deelstapjes te komen met innovatieve oplossingen, die al snel in deelprocessen ingezet kunnen gaan worden. Praktijkexperimenten kunnen bedrijven stimuleren om innovaties aan te dragen. Ten slotte is er behoefte aan regelmatige verkenning van het marktpotentieel voor de verschillende toepassingsgebieden. Lithium-ion Wereldwijd is er veel aandacht voor Lithium-ion (Li-ion) als elektrisch opslagsysteem, met name voor automotive en mobiele toepassingen. Li-ion leent zich goed als opslagtechnologie voor slimme elektriciteitsnetwerken, in combinatie met elektrisch rijden. In Zuid-Nederland zijn vele bedrijven en kennisinstellingen actief met de ontwikkeling van Li-ion materialen, regelsystemen, elektrisch rijden en intelligente netwerken. De TU Eindhoven speelt hier een grote rol in. Ook vanuit de automotive innovatieprogramma s is er veel aandacht voor Li-ion opslagsystemen. Den Bosch Middelburg Roosendaal Breda Tilburg Vlissingen Terneuzen Bergen op Zoom Eindhoven Venlo Li-ion Versterken kennisnetwerk Bevorderen samenwerking Maastricht Heerlen Vanuit deze Roadmap adviseren we daarom vooral om de programma s waarin Li-ion al aan bod komt, te volgen en slechts in beperkte mate aanvullende activiteiten te entameren. Dit laatste betreft dan met name versterking van het kennisnetwerk. Gegeven de huidige activiteiten rond Li-ion in de regio Brainport, zijn er goede mogelijkheden voor deze regio om een coördinerende rol te spelen dit betreft met name de versterking en verankering van een Li-ion kennisnetwerk op Nederlandse schaal. Hiermee kan een impuls worden gegeven aan de ontwikkeling van nieuwe activiteiten en markten rond Li-ion. 8 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

11 Phase Change Materials PCM s zijn enerzijds zeer traditioneel (denk aan ijs voor koeling), maar anderzijds innovatief. Ten opzichte van water onderscheiden deze materialen in opkomst zich door een hogere energiedichtheid. Daarnaast lenen zij zich goed om rond het smeltpunt van het PCM de temperatuur langere tijd stabiel te houden. Er zijn concepten in ontwikkeling voor warmteopslag in gebouwen, maar ook voor mobiel warmtetransport. Het onderwerp PCM s staat in Nederland slechts in beperkte mate in de belangstelling. Dit biedt Zuid-Nederland de mogelijkheid om zich met dit onderwerp op de kaart te zetten. Den Bosch Middelburg Roosendaal Breda Tilburg Vlissingen Terneuzen Bergen op Zoom Eindhoven Venlo PCM s Organisatie van de waardeketen Overdracht van onderzoek naar marktrijpe concepten Uitvoeren pilot restwarmtebenutting Maastricht Heerlen Om te komen tot de toepassing van PCM s als opslagsysteem, dient organisatie van de waardeketen voorop te staan: breng partijen bij elkaar om te komen tot effectieve ontwikkeling en toepassing van warmteopslagsystemen. Organiseer de overdracht van onderzoek naar marktrijpe concepten. Ook kunnen er vanuit eerdere haalbaarheidsonderzoeken concrete pilots worden uitgevoerd, met name rond de toepassing van PCM s voor transport van restwarmte. Andere opslagsystemen Naast deze drie focusgebieden zijn er andere opslagsystemen die kansen bieden om additionele bedrijvigheid in Zuid-Nederland te ontwikkelen. Dit betreft met name de ontwikkeling van waterstof als opslagsysteem, de ontwikkeling van een ondergronds grootschalig opslagsysteem (OPAC) in Zuid-Limburg en de ontwikkeling van TCS (thermochemische opslagsystemen) als volgende-generatie warmteopslagsysteem (opvolger voor PCM s). Voor deze technologieën zijn er op langere termijn goede verwachtingen van marktpotentieel en toepasbaarheid. Binnen de zichttermijn van deze Roadmap zal hiermee naar verwachting echter slechts in beperkte mate additionele bedrijvigheid in Zuid-Nederland te ontwikkelen zijn. Ten slotte zijn er de biobrandstoffen, die beschouwd kunnen worden als opslagsysteem voor energie uit zonlicht. Op dit gebied lopen grote programma s in Zuid-Nederland, in het kader van de ontwikkeling van de biobased economy. Voor de ontwikkeling van bedrijvigheid rond biobrandstoffen verwijzen we naar deze programma s. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 9

12 1 Verantwoording 10 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

13 1.1 Vraagstelling Is er voldoende businesspotentieel voor Zuid-Nederland op het gebied van energieopslag, als we de aanwezige marktkansen confronteren met de sterkten van de Zuid-Nederlandse (hightech) industrie, zo luidt de vraagstelling die aan de basis ligt van de Roadmap Energieopslag. Wereldwijd wordt er gestreefd naar een duurzame energievoorziening. Mismatch tussen vraag en aanbod, zowel in tijd als in plaats, leidt tot een toenemende vraag naar nieuwe energieopslagsystemen. Denk aan balancering van vraag en aanbod in smart grids, of aan opslagsystemen voor duurzame mobiliteit. Ook in de gebouwde omgeving, waar steeds meer restwarmte, thermische zonne-energie en geothermie wordt ingezet, is er vraag naar dag- en seizoensopslag. In Zuid-Nederland zijn diverse mogelijkheden voor bedrijven en instellingen om een actieve rol te spelen in de ontwikkeling van energieopslag. Enkele partijen spelen al een grote rol, anderen staan op het punt van instappen. De opdrachtgevers voor deze Roadmap (ontwikkelingsmaatschappijen LIOF, BOM en Impuls Zeeland en MKB-intermediair Syntens) erkennen het belang van energieopslag en zien mogelijkheden om bedrijvigheid op dit gebied te ontwikkelen teneinde een economische impuls in Zuid-Nederland te genereren. Hiervoor hebben zij het verzoek tot het opstellen van een Roadmap Energieopslag uitgezet. Bedrijvigheid Op het gebied van energieopslag is er bedrijvigheid in soorten in maten: Binnen de eigen organisatie gebruik maken van energieopslagsystemen. Voorbeeld: noodstroomaccu s om stroomstoringen mee te overbruggen. Energieopslagsystemen gebruiken om energie aan anderen te kunnen leveren. Voorbeeld: inzet van warmtebuffers om restwarmte aan omliggende bedrijven te leveren. Energieopslagsystemen ontwikkelen, produceren en verkopen. Kennis over energieopslagsystemen ontwikkelen, vermarkten en overdragen. In deze Roadmap richten we ons vooral op de twee laatstgenoemde vormen van bedrijvigheid. 1.2 Reikwijdte van de Roadmap De aanpak Roadmap wordt voor vele technologische gebieden gebruikt. Denk aan de Roadmap Zon op Nederland, die door de Nederlandse PV-sector is samengesteld (Berenschot et al., 2011). Of aan de Smart Grids Technology Roadmap, die begin 2011 door het IEA (International Energy Agency) is gepubliceerd. Dergelijke roadmaps zijn sectorbrede verkenningen, bedoeld om richting te geven aan technologische ontwikkelingen op nationale of internationale schaal. De voorliggende Roadmap Energieopslag is minder omvangrijk en verkent het domein energieopslag middels een aantal interviews, gesprekken, literatuuronderzoek en een workshop. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 11

14 1.3 Voor wie is deze Roadmap bedoeld? De Roadmap is bedoeld voor zowel de opdrachtgevers als voor bedrijven en kennisinstellingen, zodat zij vanuit een gedeelde basis samen verder kunnen werken aan het ontwikkelen van Zuid-Nederlandse bedrijvigheid op het gebied van energieopslag. De opdrachtgevers kunnen aan de hand van deze verkenning specifieker binnen het veld van energieopslag besluiten om één of meer focusgebieden te gaan ontwikkelen of te intensiveren. De Roadmap bevat hiervoor concrete aanbevelingen. De opdrachtgevers kunnen echter niet zelf bedrijvigheid op het gebied van energieopslag realiseren. Zij kunnen dit uitsluitend faciliteren. Bedrijven en kennisinstellingen kunnen deze verkenning gebruiken als ondersteuning bij hun keuzes voor één of meer focusgebieden binnen het domein energieopslag. De aanbevelingen uit deze Roadmap kunnen hierbij als uitgangspunt dienen. Het staat partijen natuurlijk vrij om andere keuzes te maken, voor specifieke technologische gebieden en markten waar zij kansen zien voor het ontwikkelen van bedrijvigheid. 1.4 Zichttermijn van de Roadmap De Roadmap richt zich op ontwikkeling van bedrijfsmatige activiteiten op de middellange termijn, dit wil zeggen binnen een termijn van vijf tot tien jaar. 12 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

15 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 13

16 2 Inleiding 14 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

17 2.1 Waarom opslag? Opslag van energie is niets nieuws. In fossiele brandstoffen is energie uit zonlicht opgeslagen in de vorm van chemische stoffen, bij verbranding van deze stoffen komt deze energie weer vrij. Om het zonlicht om te zetten in brandstof, is er gebruik gemaakt van verschillende conversieprocessen. Eerst is het zonlicht omgezet in biomassa (via fotosynthese), vervolgens is de biomassa omgezet in ruwe brandstof (via vergisting, verhitting, compressie of andere geologische processen). De ruwe brandstof wordt, na eeuwen opslag in de aardkorst, gewonnen, gekraakt en gezuiverd voor gebruik. Uiteindelijk wordt de energie, die in chemische vorm in de brandstof is opgeslagen, omgezet in warmte, elektriciteit of beweging (via verbranding). In de context van deze routekaart kijken we echter naar nieuwe vormen van opslag. Dit doen we in het kader van een omschakeling naar een nieuwe energievoorziening. Voor een deel zal de toekomstige energievoorziening gestoeld zijn op duurzame bronnen als zonne- en windenergie en biomassa. Om deze bronnen te kunnen benutten, is opslag onvermijdelijk. Zonnepanelen en windturbines leveren energie met grote fluctuaties, die vrijwel nooit synchroon lopen met het vraagpatroon. Deze bronnen vergen opslagsystemen om de fluctuaties op te vangen. Het gaat dan om fluctuaties zowel op een heel korte tijdsschaal (een wolk voor de zon) als op dag-, maand- of jaarbasis (seizoenspatronen). In de transportsector, die nog een zeer grote afhankelijkheid van fossiele energie kent, zal een omschakeling plaatsvinden naar elektriciteit of andere brandstoffen (biofuels, waterstof). Met name voor de opslag van elektriciteit en waterstof zullen nieuwe vormen van opslag nodig zijn. De energietransitie zal ook voor de reguliere warmte- en elektriciteitsvoorziening leiden tot meer opslag. Waar de klassieke energie-infrastructuur van grote centrales naar vele afnemers top-down is aangelegd, ontstaat er in toenemende mate een complex, fijnmazig netwerk van zowel centrale als decentrale energieproductie, en afnemers in vele soorten en maten. Netwerken zullen intelligent worden, om te kunnen omgaan met veel verschillende vormen van energieaanbod en veel verschillende vormen van energievraag. Smart grids The development of smart grids is essential if the global community is to achieve shared goals for energy security, economic development and climate change mitigation. Smart grids enable increased demand response and energy efficiency, integration of variable renewable energy resources and electric vehicle recharging services, while reducing peak demand and stabilizing the electricity system. (International Energy Agency, 2011) Overigens moet bij intelligente netwerken worden gedacht aan zowel warmte- als elektriciteitsopslag. In dit verband merken we op dat in situaties waar elektriciteit wordt ingezet voor verwarming of koeling, warmteopslag veelal kosteneffectiever kan zijn dan elektriciteitsopslag. In intelligente elektriciteitsnetwerken kunnen stationaire warmte- en koudeopslagsystemen in de gebouwde omgeving een grote rol spelen. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 15

18 Warmte vs. elektrische energie Warmte is een klassieke vorm van energie, die sinds de ontdekking van het vuur in de prehistorie door mensen wordt opgeslagen en gebruikt. Opslag van warmte is technisch erg eenvoudig, door warm materiaal te isoleren van zijn omgeving. Elektrische energie is in vergelijking hiermee een jonge energievorm, die zich niet zo gemakkelijk laat opslaan. Elektrische ladingen verdwijnen snel in geleidende stoffen, voor opslag worden chemische of fysische processen gebruikt met verschillende stoffen en hulpmiddelen. Dit maakt elektriciteitsopslag in het algemeen relatief duur vergeleken met warmteopslag. 2.2 Definitie Opslag wordt in algemene zin gebruikt om iets voor langere tijd te bewaren, of om te vervoeren van de ene plek naar de andere. In het kader van deze routekaart kunnen we dit voor energie als volgt definiëren: Energieopslag is het vastleggen van beschikbare elektriciteit, warmte of beweging voor gebruik op een andere plaats en/of ander tijdstip. In deze Roadmap hebben we het vooral over technische systemen (elementen, units), waarin een begrensde hoeveelheid energie opgeslagen kan worden. Tijd Plaats Elektriciteit Warmte Beweging Kenmerken Opslagvorm Medium Systeem E W B Markten Gebouwen Wijken - Warmte - Smart grids Mobiliteit Industrie Definitie van energieopslag. Een bijzondere rol spelen de energiedragers waterstof en (bio)brandstoffen. Voor zover ze geproduceerd worden met als doel het vastleggen van elektriciteit, warmte of beweging in een energiedrager, voldoen deze stoffen aan onze definitie van energieopslag, en worden ze in deze Roadmap behandeld. Een voorbeeld hiervan is de productie van waterstof met behulp van elektriciteit. De meeste biobrandstoffen worden echter gemaakt van agrarische grond- of reststoffen, en zijn hiermee een systeem om energie uit zonlicht in op te slaan. Derhalve vallen deze biobrandstoffen buiten de door ons gehanteerde definitie van energieopslag. Dit laat onverlet dat de rol van biobrandstoffen in een toekomstige, duurzame energievoorziening groot zal zijn. 16 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

19 Ontwikkelingsactiviteiten hiervoor worden uitgevoerd als onderdeel van de Biobased Economy agenda. Zuid-Nederland speelt hierin een prominente rol (met name Zeeland/West-Brabant). Voor de ontwikkeling van biobrandstoffen verwijzen we naar de verschillende programma s rondom het thema Biobased Economy. Biobased economy zit in het DNA van de regio Groene chemie is een groeiende business. De bedrijven in Zuidwest-Nederland werpen zich op als trekker en zijn een Europese proeftuin voor de biobased economy. De regio bouwt aan toplocaties. Ondernemers, overheden en onderwijsinstellingen hebben de handen ineengeslagen en zetten daarmee Zuidwest-Nederland op de kaart en creëren daarmee een aantrekkelijke voedingsbodem voor bedrijven die zich in Zuidwest-Nederland willen vestigen. De ontwikkelingen worden versterkt door de realisatie van de Green Chemistry Campus in Bergen op Zoom, het agro- en foodpark Nieuw Prinsenland in Dinteloord, de continue doorontwikkeling van Biopark Terneuzen en Biobase Europe en de initiatieven om onderzoeks- en laboratoriumfaciliteiten bij individuele bedrijven en hogescholen in de regio te delen volgens het model van open innovatie. (Provincie Noord-Brabant, Provincie Zeeland e.a., 2010) Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 17

20 3 Technologieën, systemen, concepten 18 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag Service en Logistiek

21 Opslagsystemen kunnen op velerlei manieren worden gecategoriseerd. Wij kiezen voor een indeling op grond van het basisprincipe van het opslagsysteem. Onderstaande lijst geeft een overzicht, met per principe een aantal voorbeeldsystemen. Opslagprincipe Biologisch Chemisch Elektrochemisch Elektrisch Mechanisch Thermisch Thermochemisch Voorbeeldsystemen Zetmeel Glycogeen Waterstof Solar Fuels Vloeibare stikstof Knalgas Waterstofperoxide NiCd/NiMH-batterijen NaS-batterijen Lood/Zwavelzuuraccu s Li-ion-batterijen Flowbatterijen Condensatoren Supercondensatoren Magnetische supergeleiding Perslucht Vliegwielen Pompaccumulator Waterkracht Veersystemen Gravitatie Buffervaten Solar Pond Hot Dry Rock PCM s WKO Sorptie Overzicht opslagsystemen per werkingsprincipe. 3.1 Biologische opslag Onder biologische opslag verstaan we natuurlijke processen waarbij energie kan worden opgeslagen in vaste of vloeibare biomassa. Voorbeelden zijn hout, algen en agrarische restproducten. In het algemeen wordt er in biologische materialen energie uit zonlicht opgeslagen. Zoals in Hoofdstuk 2.2 aangegeven, vallen deze materialen buiten onze definitie van energieopslag. Wel binnen de scope van deze Roadmap ligt de opslag van elektriciteit en warmte in algen in gesloten containers. Hierbij wordt de elektriciteit eerst in licht omgezet met behulp van LED s. In Nederland is het bedrijf Algae Food & Fuel twee proefprojecten met dit concept begonnen (Lelystad en Hallum). Onderwater-LED s hiervoor zijn ontwikkeld door het bedrijf Tendris. Algenteelt met LED s verkeert nog in een ontwikkelingsstadium en het toepassingspotentieel is onduidelijk. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 19

22 3.2 Chemische opslag Chemische opslag is de vastlegging van energie in stoffen met behulp van (omkeerbare) chemische reacties in een niet-natuurlijke omgeving (natuurlijke systemen vallen onder de biologische opslagsystemen). Het opslagsysteem bestaat feitelijk uit de chemische stof die als energiedrager fungeert. Waterstof en vloeibare koolwaterstoffen zijn de belangrijkste systemen binnen deze groep. Waterstof wordt gezien als één van de energiedragers van de toekomst. Samen met brandstofcellen biedt het vele mogelijkheden voor schone en stille energie die bijvoorbeeld voor mobiliteit kan worden ingezet. Waterstof is een veelzijdige energiedrager, die kan worden opgeslagen in eigen systemen (tanks, metaalhydrides), maar ook kan worden bijgemengd in aardgasnetwerken. Er lopen zeer omvangrijke onderzoeksprogramma s in de VS, Japan en Europa. Nederland kent DutchHy, de Nederlandse Waterstof Coalitie. Deze bundelt de krachten van overheden, bedrijfsleven en onderzoeksinstellingen om niet alleen de waterstoftechnologie verder te ontwikkelen, maar ook de toepassing ervan te versnellen. Zuidelijk Nederland kent WaterstofNet, een Interreg-programma waarin met Vlaanderen wordt samengewerkt aan de ontwikkeling en demonstratie van waterstoftoepassingen. Interstedelijk transport, maritiem transport, distributie en gebruik van restwaterstof zijn de hoofdlijnen in het WaterstofNet programma. Ook opleiding en onderwijs zijn een belangrijk onderdeel van WaterstofNet. Een andere chemische opslagvorm betreft de zogeheten Solar Fuels. Hieronder verstaan we opslag van energie uit duurzame bronnen in een kunstmatige chemische brandstof zoals methaan. Dat wordt geproduceerd uit de grondstoffen CO 2 en water. Solar Fuels-onderzoek gebeurt in Nederland bij het FOM-instituut DIFFER - Dutch Institute for Fundamental Energy Research, vanaf 2015 gevestigd in een nieuw laboratorium op de campus van de TU Eindhoven. DIFFER richt zich op het optimaliseren van de eerste, lastigste stap in Solar Fuels: het opbreken van het zeer stevige CO 2 -molecuul in CO. Daarna kan conventionele chemie (Fischer-Tropsch-proces) het CO samen met H 2 uit water aaneenrijgen tot synthetisch aardgas of ingewikkelder koolwaterstoffen. De ontwikkeling van Solar Fuels is nog in de laboratoriumfase. Solar Fuels bevatten tien keer meer energie per kilo materiaal dan batterijen en kunnen uitgroeien tot een ideale buffer van duurzame energie uit zon en wind. Ook sluiten de kunstmatige brandstoffen goed aan op de huidige energie-infrastructuur, die 80% van alle energie in de vorm van chemische brandstof vervoert. Hydrogen technologies will play a significant role in the safe, clean and sustainable energy household of the future. The Netherlands supports hydrogen related research, development and deployment. The transition will also create new business opportunities. (DutchHy, 2009) 20 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

23 CO 2 Hydrogenation Methane Methanol RWGS CO Air CO 2 Conversion: Capture CO 2 - Electrolysis H 2 - Photolysis - Thermolysis CO - Plasmalysis FT Fuel Water WGS H 2 Direct plasma activation of CO 2 (Plasmalysis of CO 2 ) FT = Fischer-Tropsch reaction (R)WGS = (reverse) watergas shift Principeschema Solar Fuels (Bron: R. van der Sanden, DIFFER). 3.3 Elektrochemische opslag Vele vormen van elektrochemische opslag worden al op grote schaal toegepast. Denk aan de loodaccu en de oplaadbare NiMH-batterij. Redox-flowsystemen worden al gebruikt voor grootschalige opslag van elektriciteit. Er wordt aan vele nieuwe systemen gewerkt, waaronder Natrium-Zwavel, Zink-Bromide en Natrium-ion. Veel aandacht wereldwijd is er voor Li-ion-opslagsystemen, zowel voor elektrisch rijden als voor centrale elektriciteitsopslag. Er vindt veel onderzoek plaats naar materialen voor Li-ionbatterijen, regelsystemen en inpassingsstrategieën. Wereldwijd is al een substantiële productie van Li-ion-batterijen, voor kleine toepassingen (laptops, telefoons, overige elektronica) en voor elektrische voertuigen. De kern van de productie ligt in Azië, hoewel ook in de VS en Europa de productiecapaciteit sterk wordt vergroot. Het is opvallend dat de productie van Li-ion-batterijen vooral plaatsvindt in regio s met een eigen automobielindustrie. Battery business The electric-vehicle and lithium-ion battery business holds the promise of large potential profit pools for both incumbents and new players; however, investing in these technologies entails substantial risks. It is unclear whether incumbent OEMs and battery manufacturers or new entrants will emerge as winners as the industry matures. As it stands today, the stage is set for a shakeout among the various battery chemistries, power-train technologies, business models, and even regions. OEMs, suppliers, power companies, and governments will need to work together to establish the right conditions for a large, viable electric-vehicle market to emerge. The stakes are very high. (Boston Consulting Group, 2010) Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 21

24 In Nederland richten de activiteiten zich vooral op onderzoek en ontwikkeling aan de TU s in samenwerking met technische bedrijven. TU Delft coördineert een groot Europees Li-ion-project. Aan de TU Eindhoven (TU/e) is er daarnaast veel aandacht voor regelstrategieën. Ook vanuit het NWO-programma worden veel gelden ingezet op de ontwikkeling van materialen voor Li-ion-opslag. In opkomst is de toepassing van Li-ion-opslag in geïntegreerde microsystemen in combinatie met elektronica, veelal sensoren. Voorbeelden hiervan zijn slimme geneesmiddelen met gedoseerde afgifte en autonome meet- en regelsensoren in de gebouwde omgeving. De TU/e werkt op dit gebied nauw samen met onder meer het Belgische IMEC. Productie & aanvoer materialen - Grondstoffen (polymeren) productie - Transport (bijv. Rotterdam) Productie Productie & batterijen & batterijen Ontwerp & productie batterijenpacks - Lay out (bijv. T-control) Ontwerp & productie BMS - Hardware IC s - Software algoritmes Onderhoud en hulpdiensten - Onderhoud Second life Recycling Ketenbenadering voor Li-ion-opslag er zijn meer kansen voor de markt dan uitsluitend batterijproductie (D-INCERT, juni 2011). 3.4 Elektrische opslag Voor directe opslag van elektriciteit, zonder omzetting, kan gebruik worden gemaakt van condensatoren. Hierin kunnen relatief kleine hoeveelheden elektriciteit voor korte termijn worden opgeslagen. Condensatoren zijn geschikt voor zeer snel laden en ontladen. De laatste jaren zijn uit condensatoren ook supercondensatoren ontwikkeld, die zich onderscheiden door een veel grotere ladingsdichtheid. Supercondensatoren zijn bij uitstek geschikt voor snellaadsystemen voor elektrische auto s en voor het opvangen van korte fluctuaties in het elektriciteitsnet. 22 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

25 3.5 Mechanische opslag Vliegwielen zijn met name geschikt voor het (kortstondig) opslaan van zeer grote vermogens. Denk aan het afvangen van korte pieken in het elektriciteitsnet, of aan het opslaan van remenergie van voertuigen. Voor deze laatste toepassing hebben vliegwielen de unieke eigenschap dat zij rechtstreeks energie uit een roterende beweging kunnen opslaan. Aan de ontwikkeling van vliegwielen voor voertuigen wordt in Zuid-Nederland al ruim 25 jaar gewerkt, onder meer door CCM in Nuenen, samen met de TU/e. Grote vliegwielinstallaties voor netbalancering en als noodstroomvoorziening zijn al op diverse plekken in de wereld gerealiseerd. Een andere mechanische vorm van energieopslag betreft de Pumped Hydro Storage (PAC, pompaccumulator). Hierbij wordt water naar een hooggelegen stuwmeer opgepompt met elektriciteit die opgeslagen moet worden. Op latere momenten kan deze elektriciteit weer worden teruggewonnen door de waterkrachtcentrale van het stuwmeer te gebruiken. Deze systemen worden al op grote schaal ingezet, zowel voor seizoensopslag als voor dag/ nachtopslag. Traditionele systemen benutten bestaande stuwmeren in gebieden met grote hoogteverschillen. Nederland kent het Plan Lievense, een voorstel uit de jaren zeventig om windenergie op te slaan door water uit een groot valmeer in het IJsselmeer te pompen. Bij een tekort aan elektriciteit laat men weer water vallen in het lager gelegen meer. Door water via turbines binnen te laten, wordt elektriciteit opgewekt. Een alternatief plan, dat voor Zuid-Limburg is uitgewerkt, betreft de opslag van energie in een ondergrondse centrale, met een hoog bekken op maaiveldniveau en een laag bekken op meter diepte. Het Plan Lievense, overgezet van IJsselmeer naar Noordzee, als energieopslagsysteem voor offshore windparken ( Een derde vorm van mechanische opslag die veel aandacht trekt, is de Compressed Air Energy Storage (CAES). Hierbij wordt lucht onder hoge druk opgeslagen in lege aardgasvelden, zoutmijnen of grotten. Wereldwijd is er een beperkt aantal van dergelijke systemen gerealiseerd, terwijl er voor verschillende nieuwe systemen haalbaarheidsonderzoeken plaatsvinden. In Nederland zou een CAES mogelijk haalbaar zijn in lege aardgasvelden in Drenthe. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 23

26 3.6 Thermische opslag Onder thermische opslag verstaan we vooral het direct opslaan van warmte in een geschikt medium. Het meest klassieke systeem hiervoor is uiteraard het buffervat voor opslag van water. Ook in de netwerken van de stadsverwarmingsbedrijven kan veel warmte tijdelijk worden opgeslagen, waarmee kortstondige fluctuaties in warmtevraag goed zijn op te vangen. Voor langdurige opslag maken ook de stadsverwarmingsnetwerken gebruik van grote buffervaten. In een verbeterde vorm werken deze buffervaten met gelaagde opslag. Hierbij wordt er gebruik gemaakt van het fenomeen dat in het boilervat het warme water bovenin, en het koudere water onderin zal blijven (mits er niet te veel turbulentie is). Hierdoor kan warmte van verschillende temperaturen in één vat worden opgeslagen, en er ook aan worden onttrokken (bijvoorbeeld tapwater van 60 C en water voor verwarming van 90 C). Deze systemen bieden goede mogelijkheden om warmte van verschillende bronnen in op te slaan (zonnecollector + HR-ketel; restwarmte + zonnecollectoren). Gelaagde opslagsystemen kunnen tot op wijkniveau worden toegepast. Hiermee is vooral in Duitsland ervaring opgedaan. Gelaagd warmteopslagsysteem op wijkniveau. (Foto: Sanitech) In Nederland is er de afgelopen twintig jaar veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van opslagsystemen voor warmte in de bodem, zogeheten warmte/koudeopslagsystemen (WKO). Op dit gebied is Nederland wereldwijd koploper, met tientallen WKO-systemen voor individuele, grote gebouwen en voor verschillende woonwijken en bedrijventerreinen. In WKO s wordt s zomers warmte op een laag temperatuurniveau opgeslagen (tot maximaal 25 C), voor gebruik in de winter. Nadat de warmte eerst is opgewaardeerd naar een hoger temperatuurniveau, kan deze in de winter worden benut voor verwarming. Hiervoor worden in het algemeen warmtepompen gebruikt. De warmte die in de zomer wordt opgeslagen, kan afkomstig zijn van dezelfde afnemers het opslaan van warmte in de zomer is hierbij het directe gevolg van het leveren van koeling; dit is met name interessant voor kantoren, winkels, enz. De warmte kan ook worden gewonnen met behulp van zonnecollectoren, of aan oppervlaktewater worden onttrokken. Er is een commercieel systeem beschikbaar dat warmte wint uit het wegdek met behulp van asfaltcollectoren. 24 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

27 Phase Change Materials In klassieke thermische systemen wordt energie opgeslagen door het verwarmen van een medium (meestal water). Extra energie kan worden opgeslagen door het opslagmedium in een andere fasetoestand te brengen, bijvoorbeeld van vast naar vloeibaar, of van vloeibaar naar gasvormig. Een faseovergang kost, of levert, veel energie bij een gelijkblijvende temperatuur (de verdampingsenergie of de stollingswarmte). PCM s in plafondplaten voor het op Faseovergangen zijn geen chemische maar fysische temperatuur houden van kantoorruimtes. processen, en volledig omkeerbaar. Materialen die hiervoor kunnen worden gebruikt, heten PCM s (Phase Change Materials). Ieder PCM kent zijn eigen specifieke temperatuur waarbij de faseovergang optreedt. Er zijn PCM-basismaterialen commercieel beschikbaar, en ook water/ijs kan als PCM worden gebruikt. Door het combineren van verschillende basismaterialen zijn specifieke gebruikstemperaturen te realiseren. PCM s vinden ook hun weg in de medische sector, als verpakking of als cold pack. Er vindt in Europa al veel onderzoek plaats om deze materialen geschikt te maken als geïntegreerd opslagsysteem in bouwmateriaal. 3.7 Thermochemische opslag In het verlengde van warmteopslag door faseovergang in een materiaal, kan er ook warmte in materialen worden opgeslagen met behulp van chemische processen. Hierbij valt het materiaal bij verwarmen uiteen in twee andere stoffen, die apart kunnen worden opgeslagen. Het bij elkaar brengen van deze stoffen leidt tot een chemische reactie waarbij de warmte weer vrij komt. Het voordeel van deze vorm van opslag is dat er veel grotere energiedichtheden mee kunnen worden bereikt dan bij thermische opslag. De uitdaging is echter om stoffenparen te vinden die beheersbaar, reversibel en efficiënt kunnen worden gebruikt. Sinds enige tijd wordt er gewerkt aan zouten die grote hoeveelheden water aan zich kunnen binden, via zogeheten sorptieprocessen. Wereldwijd zijn er verschillende onderzoeksinstituten bezig om met deze materialen opslagsystemen te realiseren. In Europees verband is TNO coördinator van een onderzoeksproject op het gebied van sorptie. Ook aan de TU/e vindt onderzoek naar sorptie plaats. Thermochemische materialen Eén van de componenten die essentieel is om een substantiële energiebesparing in de gebouwde omgeving te bereiken, maar waarvoor op dit moment nog geen kant-en-klare technologie voorhanden is, is het op een compacte wijze opslaan van het zomerse overschot aan zonnewarmte voor gebruik in de winter. Water en faseovergangsmaterialen bieden hiervoor geen oplossing; alleen thermochemische materialen lijken geschikt voor lange-termijnopslag van warmte. Met een opslagsysteem gebaseerd op deze materialen kan in theorie 5 tot 10 keer zoveel warmte worden opgeslagen als in een systeem gebaseerd op water. Daarnaast treden er geen warmteverliezen op. (ECN, 2010) Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 25

28 4 Kenmerken Zuid-Nederland 26 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

29 Het domein energieopslag is breed en veelzijdig. Om te bepalen welke systemen zich het best lenen voor het ontwikkelen van nieuwe bedrijvigheid in Zuid-Nederland, is het van belang om de kenmerken van opslagsystemen te matchen met specifieke kenmerken en sterktes van de regio. Immers, geografische en demografische kenmerken bijvoorbeeld kunnen een specifiek systeem kansrijk maken of juist niet, bepaalde typen bedrijvigheid sluiten goed aan op de verdere ontwikkeling en implementatie van een energieopslagtechniek of niet, en de aanwezigheid van kennisdragers is essentieel voor de verdere ontwikkeling van toepassingen van systemen. 4.1 Geografisch en demografisch Belangrijke geografische kenmerken van de drie zuidelijke provincies zijn het water (Zeeland), de verstedelijking in het hart van Noord-Brabant (B5, BrabantStad: Breda, Eindhoven, Helmond, s-hertogenbosch en Tilburg), en het nationaal landschap Zuid-Limburg met daaromheen een sterk verstedelijkte schil (Maastricht, Heerlen, Geleen-Sittard). De overige gebieden zijn landelijk van aard met verschillende landschappelijke waarden en een groot deel agrarisch gebruik. De bevolkingsdichtheid varieert sterk. Terwijl de bevolkingsdichtheid in Noord-Brabant vergelijkbaar is met het gemiddelde van Nederland, is Zeeland relatief dunbevolkt en Zuid- Limburg dichtbevolkt. In twee regio s is sprake van krimp (Zeeuws-Vlaanderen, Zuid-Limburg) en in de overige regio s is de bevolkingsgroei lager dan gemiddeld in Nederland. West-Brabant en Zeeuws-Vlaanderen hebben een relatief hoog bruto binnenlands product. Dit wordt veroorzaakt door het grote aandeel proces- en bulkindustrie in die regio (Moerdijk, Terneuzen). In absolute termen levert het oostelijk deel van Noord-Brabant, rond de kernen Eindhoven en Helmond, de grootste bijdrage aan het bruto binnenlands product. Den Bosch Middelburg Roosendaal Breda Tilburg Vlissingen Terneuzen Bergen op Zoom Eindhoven Venlo Maastricht Heerlen 4.2 Economische centra Het economische zwaartepunt van Zuid-Nederland is zonder twijfel de regio Eindhoven. Sinds enige tijd zet deze regio zich op de kaart als Brainport Eindhoven. Brainport rangschikt zichzelf in de top-20 van meest innovatieve regio s in Europa en werd in 2011 door de Amerikaanse denktank Intelligent Community Forum uitgeroepen tot de slimste regio ter wereld. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 27

30 Andere belangrijke centra zijn Greenport Venlo (Nederland s tweede centrum op het gebied van agrobusiness), Zuid-Limburg Science Campus rond Maastricht/Heerlen/Geleen-Sittard (Chemelot) en het West-Brabantse en Zeeuwse cluster rond chemische technologie (Moerdijk, Sloegebied, Terneuzen) en voedingsmiddelen (Breda, Bergen op Zoom). Zuidwest-Nederland richt zich sterk op de biobased economy. Uiteraard zijn er vele andere lokale en regionale clusters en initiatieven voor het creëren van specifieke bedrijvigheid. Biobased Economy Chemie en voedingsmiddelen Brainport Sloegebied / Terneuzen Greenport Science Campus Zuid-Limburg Slimste regio Brainport regio Eindhoven mocht zich Intelligent Community of the Year 2011 noemen. Zo n 400 steden en regio s uit de hele wereld probeerden deze titel in de wacht te slepen. Uiteindelijk werd Brainport regio Eindhoven in juni 2011, in New York, tot winnaar verkozen door de Amerikaanse denktank Intelligent Community Forum (ICF). Slimme regio s die Brainport voorgingen zijn onder andere New York, Calgary, Seoul, Taipei, Singapore, Waterloo en Stockholm. Als bijzonder slim en een internationaal voorbeeld, ziet het ICF de intensieve samenwerking in Brainport tussen overheden, kennisinstellingen en het bedrijfsleven. Dit Brainport samenwerkingsmodel schept een gunstig economisch klimaat met alle ruimte voor open innovatie, over economische sectoren heen. Het resultaat zijn oplossingen voor maatschappelijke problemen, een sterke economische groei, veel werkgelegenheid en goede toekomstperspectieven. Brainport regio Eindhoven is ook de slimste op basis van onder meer de volgende prestaties: De helft van alle Nederlandse uitvindingen komt uit Brainport, gemeten aan de hand van het aantal Nederlandse patenten. Brainport loopt voorop in toptechnologie en open innovatie gezien de hoge uitgaven aan onderzoek en ontwikkeling: bijna een derde deel van alle R&D-uitgaven in Nederland. Brainport weet veel nieuwe banen te creëren: 20% van de hoogopgeleide beroepsbevolking heeft een baan die in de afgelopen drie jaar is gecreëerd en in totaal werken professionals hard aan de economische groei. ( 28 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

31 4.3 Individuele kennisdragers en bedrijven In het kader van deze Roadmap is er contact gelegd met een groot aantal bedrijven, kennisinstituten en andere actoren in de regio. TU/e (Technische Universiteit Eindhoven) Aan de TU/e houden verschillende onderzoeksgroepen zich bezig met energieopslag, op vrijwel alle fronten: waterstof, Li-ion, (super)condensatoren, PCM s en thermochemische opslag. Er vindt onderzoek plaats naar de ontwikkeling van opslagsystemen voor elektriciteit in slimme energienetwerken, in combinatie met elektrisch rijden. Naast onderzoek naar opslagmaterialen zijn er ook veel activiteiten rond regelsystemen en integratie in netwerken en voertuigen. Daarnaast worden opslagsystemen voor warmte bekeken in het kader van onderzoek naar energiezuinige, innovatieve bouwconcepten. Hogeschool Zuyd De hogeschool huisvest RiBuilt (Research Institute Built Environment of Tomorrow). Hieronder vallen de onderzoeksgroepen Nieuwe Energie en Gebouwde Omgeving en Regionale Ontwikkeling. Deze groepen werken onder meer aan zonnecellen (Leerwerkbedrijf Solar Solutions), nieuwe bouwconcepten (de Wijk van Morgen) en thermische opslagsystemen (onder meer het Groene Net). In de loop van 2012 wordt mogelijk een lectoraat Warmteopslag ingesteld. Eerste woning in de Wijk van Morgen, real-life laboratorium op het bedrijventerrein Avantis. Een serie van vier innovatieve woningen is ontworpen en gebouwd door studenten van Hogeschool Zuyd. DIFFER Het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen is het zwaartepunt van het Nederlandse natuurkundig onderzoek naar kernfusie als energiebron en exploiteert internationale onderzoeksfaciliteiten. Op basis van haar ambities heeft FOM besloten dit instituut uit te bouwen tot een instituut voor funderend energieonderzoek, onder de naam DIFFER (Dutch Institute for Fundamental Energy Research). Onderzoek naar Solar Fuels zal één van de zwaartepunten worden. Voor een optimale inbedding in een academische omgeving verhuist het instituut naar de TU/e-campus. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 29

32 AutomotiveNL Het Innovatieprogramma High Tech Automotive Systems (HTAS) is in 2012 opgegaan in AutomotiveNL. Gevestigd op de High Tech Automotive Campus in Helmond, speelt AutomotiveNL een coördinerende rol in de ontwikkeling van de Nederlandse automotive sector. De ontwikkeling van hybride en elektrische voertuigsystemen, inclusief de thema s energieopslag en intelligente energienetwerken, is onderdeel van het programma. De ambitie is in de sector een omzetgroei van meer dan 4 miljard te realiseren alsmede extra arbeidsplaatsen in 2017 ten opzichte van HTAS-startjaar In dat jaar bedroeg de omzet 12 miljard en bood de sector werk aan mensen. Energy Hills Een grensoverschrijdend netwerk in de regio Aken - Maastricht - Hasselt. Energy Hills verbindt bedrijven, kenniscentra en publieke instellingen op het gebied van energie, teneinde kennisoverdracht en innovatie in de regio te bevorderen. Zowel Hogeschool Zuyd als de RWTH Aachen (Arbeitskreis Speicherung) zijn bij Energy Hills aangesloten. Bedrijven en instellingen In totaal zijn er circa zestig bedrijven en instellingen in het kader van deze Roadmap benaderd; zie de afbeelding hieronder en de bijlage op pag. 53. Circa zestig bedrijven en instellingen zijn benaderd voor de Roadmap. Het is vrijwel zeker dat we niet alle relevante bedrijven hebben gesproken. De uitkomsten van deze initiële verkenning zijn echter geen eindpunt maar de start van een proces daarbij zal er volop ruimte zijn voor partijen om activiteiten te ondernemen naar eigen inzicht en strategie. De meeste bedrijven waarmee contact is gelegd, bevinden zich in het MKB-segment. Er is duidelijk een clustering waarneembaar in de regio Eindhoven (hightech, intelligente netwerken, automotive). In Zuid-Limburg zijn er relatief veel bedrijven rond zonne-energie geclusterd. In West-Brabant en Zeeland is vooral met partijen uit de procesindustrie gesproken. Er is hier onder meer een groot aanbod van restwarmte. 30 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

33 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 31

34 5 Kansen Energieopslag Zuid-Nederland 32 Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag

35 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.) Relevant in nationaal/internationaal marktperspectief Het belangrijkste uitgangspunt voor selectie van de focusgebieden is of er naar verwachting bedrijvigheid kan worden ontwikkeld. Wat is het businesspotentieel? Is er vraag naar het opslagsysteem? Hierbij kijken we niet alleen naar de regio, maar breder; zijn er afzetmarkten, binnen Nederland, wereldwijd? Voor sommige, klassieke opslagtechnieken is er wereldwijd een grote markt (loodaccu s, buffervaten). Toch wordt het perspectief om voor deze technieken bedrijvigheid in Zuid- Nederland te ontwikkelen niet groot geacht, gegeven de beperkte innovatie en vernieuwing in dit marktsegment. Andere technieken zijn nog niet marktrijp. Het marktperspectief kan dan worden afgeleid uit aandacht voor deze technieken binnen de Nederlandse, Europese en andere buitenlandse (VS, Japan) O&O-programma s (onderzoek en ontwikkeling). Verwachten we op basis van deze aandacht dat er binnen de zichttermijn van deze Roadmap (vijf tot tien jaar) afzetmarkten kunnen worden gerealiseerd voor de betreffende techniek of ontwikkeling? Naast de ontwikkeling van bedrijvigheid richt de Roadmap zich op de ontwikkeling van kennis in de regio Zuid-Nederland. Ook hiervoor is relevantie van het focusgebied binnen de Nederlandse en Europese O&O-programma s van belang, evenals het verwachte toekomstige marktpotentieel 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 een specifieke regionale markt als launching customer de ontwikkeling van een opslagtechnologie ondersteunen. Een uitsluitend regionale markt kan echter niet voldoende zijn voor het ontwikkelen van bedrijvigheid (zie het eerste criterium). Als er in de regio andere lopende programma s of verbanden zijn, waaruit het belang van de technologie valt af te leiden, dan is dit een pre. Wel dient er op gelet te worden dat de acties uit de Roadmap aansluiten bij deze lopende programma s, ter voorkoming van dubbelingen Eigen karakter Als laatste selectiecriterium hanteren we de factor eigen karakter. Met de keuze voor de ontwikkeling van bedrijvigheid rond een specifieke technologie zou de regio zichzelf op de kaart moeten kunnen zetten, om belangstelling van buiten op Zuid-Nederland te richten. Innovatie Zuid - Roadmap Energieopslag 33