Chemie maakt het verschil! Transitieplan voor de Topsector Chemie

Transcriptie

1 Chemie maakt het verschil! Transitieplan voor de Topsector Chemie Den Haag, 10 februari 2014

2 Inhoud 1 Nederlandse Chemiesector in Transitie Chemie en de Grote Maatschappelijke Uitdagingen Hoofdlijnen Topsector Chemie Hoofdlijnen voor Onderzoek en Innovatie Advanced Materials Chemical Micro- and Nanotechnology & Devices Conversion Technology and Chemical Synthesis Separation Technology Chemistry of Life Naar Centres of Innovation (CoI) van de Toekomst Naar een effectieve bundeling van innovatiekrachten Governance Inzet NWO en TO Samenwerking met andere Topsectoren Human Capital en Gewenste Vaardigheden Implementatieplan Transitie Topsector Chemie Transitie Dutch Polymer Institute Transitie Institute for Sustainable Process Technology Transitie Biobased Performance Materials Uitwerking onderzoekslijn Katalyse Uitwerking onderzoekslijn Chemistry of Life Transitie Dutch Polymer Institute Value Centre...36 Bijlage: Expertgroep voor Transitieplan Topsector Chemie

3 1 Nederlandse Chemiesector in Transitie De Nederlandse chemie behoort wetenschappelijk en industrieel gezien tot de wereldtop. En als maaksector heeft de chemie een unieke uitgangspositie als het gaat om bijdragen aan welvaart en maatschappij. De kwaliteit van het onderzoek is uitstekend, de producten zijn hoogwaardig en innovatief en de industrie is wat betreft efficiency en effectiviteit zeer concurrerend. De chemische industrie is voor Nederland van groot belang met ruim 60 miljard omzet, werknemers (8% van de totale industrie in Nederland), 77 miljard exportwaarde (18% van de Nederlandse export) en met 1 miljard aan R&Duitgaven (23% van de totale industriële R&D-uitgaven in Nederland) cijfers De chemie onderscheidt een breed spectrum aan wetenschappelijke chemische sub-disciplines en draagt bij aan het innovatievermogen en de productie van bedrijven in veel sectoren. Met zijn bulk- en speciaalchemie is de sector in staat grondstoffen te verwaarden voor voedingsingrediënten, medicijnen en innovatieve materialen. Door die positie aan de basis van diverse waardeketens heeft de chemiesector ook een gedeelde sleutelpositie met sectoren als Energie en Agri&Food in de transitie naar een duurzame samenleving met een circulaire economie. Sinds enkele jaren staat de concurrentiepositie van de chemie in Europa en dus ook die in Nederland, onder druk. Zo zijn in de Verenigde Staten grote hoeveelheden schaliegas gevonden en gewonnen. Dit geeft de chemische industrie aldaar een groot concurrentievoordeel voor wat betreft de kostprijs van energie en grondstoffen voor de productie. Daarnaast breidt de chemische industrie in het Midden-Oosten sterk uit profiterend van de zeer gunstige kostprijs voor energie en grondstoffen. Ten slotte is er de economische opkomst van Azië. Gezien de enorme afzetmarkt hebben veel investeringen vooral in China plaats. De veranderingen op de wereldmarkt voor chemie zetten de chemiebedrijven in met name Europa sterk onder druk. Zij betalen relatief veel meer voor olie en gas, grondstoffen die niet alleen nodig zijn als energiebron maar ook als grondstof voor producten. Daarnaast investeren internationale chemiebedrijven weinig in hun Europese (R&D-)vestigingen. Afgezien van de toenemende concurrentiedruk, hebben de bedrijven te maken met majeure veranderingen in de vraag in opkomende en ontwikkelde markten. Sommige producten moeten in de buurt van de afnemer worden geproduceerd en weer andere juist dichtbij de aanvoerbasis. Chemiebedrijven moeten daarom hun productieproces herinrichten als een optimaal functionerend ecosysteem, van grondstof, aanvoer, verwaarding tot aan de gebruiker of afnemer. Nieuwe maatschappelijke en wetenschappelijke ontwikkelingen dwingen ook wereldwijde veranderingen af in onderwijs, onderzoek en innovatie. Algemeen geldt hier dat de grenzen vervagen tussen landen, disciplines, wetenschap en industrie; en tussen fundamenteel en toegepast onderzoek. 1 Feiten en cijfers van de Nederlandse chemische industrie in 2012 (zie 3

4 Om de concurrentiedruk te pareren en op de veranderingen in te spelen heeft de chemiesector in Nederland ambitieuze doelstellingen geformuleerd. Die moeten de sector enerzijds in staat stellen het innovatievermogen en het verdienvermogen optimaler te benutten en anderzijds positie geven om in te spelen op de geweldige kansen die de grote maatschappelijke uitdagingen van deze tijd te bieden hebben. De Nederlandse chemische wetenschap en industrie zijn immers gezamenlijk in staat antwoorden te formuleren op zaken zoals schaarste aan grondstoffen, voedsel en schoon water, de toename van de wereldbevolking, verstedelijking, energieverbruik en afvalstromen. Juist doordat de chemie aan het begin staat van diverse waardeketens, bieden de grote maatschappelijke uitdagingen kansen: als maaksector zijn er nieuwe markten te winnen. Ambities Actieagenda New Earth, New Chemistry Het Topteam Chemie 2 heeft in zijn actieagenda New Earth, New Chemistry uit 2011 de volgende doelstellingen geformuleerd: - Nederland moet in 2050 bekend staan als hét land van de groene chemie. - Nederland moet in de mondiale top-drie staan van producenten van slimme materialen. - Nederland moet het grensverleggende, excellente wetenschappelijke chemieonderzoek versterken. Daarnaast is een duurzame ambitie van de Vereniging van de Nederlandse Chemische Industrie (VNCI) omarmd: de industrie en aanpalende sectoren die met chemische producten werken, moeten in 2030 een broeikasgasreductie tot 40% realiseren gerekend vanaf Bedrijven moeten bovendien substantieel bijdragen aan verduurzaming. Belangrijke onderdelen van de duurzaamheidstrategie zijn het efficiënt omspringen met grondstoffen, het benutten van biomassa en het sluiten van de kringloop door afvalstoffen zo veel mogelijk te gebruiken als grondstoffen. Het Topteam Chemie houdt met andere woorden vast aan de ambities zoals geformuleerd in de Actieagenda, maar komt tot een verbreding van ambities: van groene chemie naar groene en duurzame chemie en van slimme materialen naar slimme materialen en oplossingen. Naar de toekomst De bestaande structuur van de Nederlandse chemiesector heeft veel successen gerealiseerd. Echter, de publieke financiering van Technologische Topinstituten en andere vormen van publiek-private samenwerking is vanaf 2014 drastisch veranderd. De noodzaak doet zich voor om de opgebouwde sterke positie van de chemie te moderniseren om de successen te behouden en te versterken om beter in te kunnen spelen op de komende tijd van nieuwe uitdagingen. Daarbij is het van belang om voort te bouwen op de sterke pijlers van de Nederlandse chemie, de industrie en de wetenschap, die specifiek in Nederland traditioneel een ijzersterke reputatie hebben op het gebied van publiek-private samenwerking. 2 Het Topteam Chemie is het coördinerend gremium van de Topsector Chemie in de implementatiefase topsectorenbeleid, ingesteld door de minister van EL&I: zie Staatscourant 2012 nr.3157, 17 februari Het Topteam Chemie is de opvolger van de Regiegroep Chemie, dat het coördinerend gremium was voor het Sleutelgebied Chemie ( ). 4

5 Schaarse middelen vragen om dynamische financiering in de chemiesector om zodoende de kansen van de toekomst telkens daar te kunnen oppakken waar de chemie het verschil kan maken. De ontwikkeling in en van technologieën gaat door, de wereldmarkten zijn continu in beweging en de multidisciplinaire uitdagingen van de toekomst vragen om multidisciplinaire aanpak en oplossingen. Als gevolg hiervan kunnen de inzichten waar chemie het verschil kan maken, veranderen in de loop van de tijd. Om een transitie van de bestaande PPS-instituten naar een structuur voor de toekomst te ondersteunen, heeft het Ministerie van Economische Zaken (EZ) het Topteam Chemie gevraagd een plan op te stellen om deze transitie te bewerkstelligen in de periode Het plan dient ook een vernieuwing tot stand te brengen in de onderzoeksvelden waarin bestaande samenwerkingsverbanden opereren. Het Topteam Chemie heeft in zijn reactie hierop de volgende uitgangspunten gehanteerd bij het opstellen van het plan: Het plan moet de concurrentiekracht van de Nederlandse chemiesector helpen versterken en oplossingen bieden voor maatschappelijke vraagstukken (markten van de toekomst) door een centrale onderzoeksprogrammering die ruimte biedt aan vraaggestuurde initiatieven uit het brede veld, inclusief de regio s in Nederland. Het plan moet een betere samenwerking bewerkstelligen met andere topsectoren zoals Agri&Food, Energie en Life Sciences & Health. Het plan moet voorzien in een sectorbrede ondersteuning van het MKB. Met een daarvoor ingesteld team van experts 3, heeft het Topteam Chemie het voorliggende transitieplan opgesteld waarmee invulling wordt gegeven aan bovenstaande uitgangspunten door: De vorming van één Topconsortium voor Kennis en Innovatie (TKI) Chemie dat verantwoordelijk is voor het generieke chemiebeleid, onafhankelijke, centraal gecoördineerde programmering, verdeling van de TKI-toeslag en de afstemming en samenwerking met andere Topteams en het ministerie van EZ. De maatschappelijke uitdagingen in Europa, de Grand Societal Challenges, de topsectoragenda s en de visie 2025 Chemistry & Physics: Fundamental for our future van de commissie Dijkgraaf te vertalen naar vijf hoofdlijnen voor chemische onderzoeksvelden waarvoor de Nederlandse chemie het verschil kan maken. Door een aantal inspirerende toekomstbeelden te kiezen die nut en noodzaak van de chemie voor het aandragen van oplossingen voor uitdagingen van de toekomst treffend visualiseren en waarmee richting overheid en samenleving op een toegankelijke wijze de waarde van chemie voor de maakeconomie kan worden geïllustreerd. Centres of Innovation (CoI) te benoemen om focus en excellentie te stimuleren. Deze centra sluiten aan bij de hoofdlijnen van het onderzoeksprogramma van het TKI Chemie. CoI s kunnen programmavoorstellen indienen bij het TKI Chemie via één of meerdere 3 Zie Bijlage voor teamleden. 5

6 hoofdlijnen. CoI s hebben een autonome positie en maken formeel geen onderdeel uit van het besturingsmodel (de governance) van het TKI Chemie. Het onderzoek van TTI s DPI en ISPT 4 onder te brengen bij CoI s waarmee goed onderzoek en waardevolle netwerken worden behouden. Hierdoor ontstaat tegelijkertijd meer flexibiliteit om benodigde expertises te verbinden met uitdagingen van de toekomst, daarbij niet beperkt door geïnstitutionaliseerde financieringsstromen. De programmering van het onderzoeksprogramma BPM 5 zal worden geïntegreerd met het polymeren- en materialenonderzoek zoals dit wordt vormgeven in het CoI op dit gebied. Dit CoI beslaat het materialenonderzoek in zijn volle breedte: polymeren, biobased materialen, anorganische, hybride en complexe materialen. Onderzoekslijnen te introduceren op het gebied van Katalyse en Chemistry of Life die in de huidige topsector Chemie geen duidelijke positionering (meer) hebben, ondanks het grote wetenschappelijke en economische potentieel van deze expertisegebieden voor de Nederlandse chemie. Een sectorbreed steunpunt voor MKB te introduceren voor de topsectoren Energie en Chemie, voortbouwend op Top Chemie. Uitgangspunten van het nieuwe besturingsmodel zijn: decentraal wat kan, centraal wat moet. Het model biedt ruimte voor fundamenteel onderzoek en onderzoek- en innovatievoorstellen uit het brede veld, inclusief de regio s. Daarbij wordt ook gezorgd voor betere aansluiting bij en in het innovatietraject van fundamenteel onderzoek tot innovatie, vooral voor het MKB. Ook stuurt het model aan op nauwere samenwerking met andere topsectoren en goede aansluiting met Europa (waaronder Horizon 2020). Tenslotte brengt het model de krachten bijeen ter vergroting van de beschikbaarheid van talent met de benodigde vaardigheden. Figuur 1 visualiseert de transitie van de bestaande situatie met vier TKI s waarbij DPI verbonden is aan TKI SPM (Smart Polymeric Materials) en ISPT aan TKI ISPT, naar één TKI Chemie voor de Topsector Chemie. Het TKI Chemie richt zich met een nieuw programma voor onderzoek en innovatie met daarin voorlopig vijf hoofdlijnen naar de toekomst. De totstandkoming en invulling van deze hoofdlijnen komen aan de orde in respectievelijk hoofdstuk 2 en 3. 4 DPI: Dutch Polymer Institute; ISPT: Institute of Sustainable Process Technology. 5 BPM: Biobased Performance Materials. 6

7 Figuur 1: Transitie van de bestaande naar een nieuwe structuur met één TKI Chemie. Van plan naar implementatie Het transitieplan is ambitieus en vraagt medewerking en commitment van industrie, kennisinstellingen en overheid. Het Topteam Chemie is ervan overtuigd dat met dit transitieplan een aantal belangrijke knelpunten in de Topsector Chemie wordt opgelost. Door een flexibilisering van de geldstromen kan beter worden ingespeeld op de uitdagingen van de toekomst waarvoor de Nederlandse chemie het verschil kan maken. Een heldere organisatiestructuur die initiatieven uit de hele sector faciliteert en waarin bevoegdheden en verantwoordelijkheden duidelijk zijn belegd moet het voor kennisinstellingen en bedrijfsleven inzichtelijker maken waar de Topsector Chemie voor staat. Daarbij wordt ook duidelijker waar de Topsector Chemie bij kan helpen om samenwerkingen te initiëren en de belangen van de sector richting overheid te kanaliseren. Maar de transitie is ook ingegeven door teruglopende financieringsmiddelen vanuit de overheid. In 2016 zal het wegvallen van de FES-gelden pas echt goed merkbaar zijn in het Nederlandse R&D-landschap. Het Topteam Chemie wil hierop tijdig anticiperen met een toekomstbestendig financieringsmodel voor de sector. Wil de Nederlandse R&D zijn toppositie 6 behouden dan zal de Nederlandse overheid in samenwerking met het bedrijfsleven en kennisinstellingen dit moeten ondersteunen met oplopende commitments in de aankomende jaren. Alleen dan wordt de Nederlandse maakeconomie gestimuleerd en worden nieuwe banen gecreëerd in sectoren waar het talent van de toekomst wordt opgeleid. Het Topteam Chemie steunt het initiatief van de KNAW 7 om met het Centraal Plan Bureau (CPB) de discussie te voeren over het realistischer meenemen van investeringen in wetenschap en onderzoek in zijn doorrekeningen. Door deze investeringen als lasten mee te nemen en door niet de return-on-investment 6 Zie bijv. The Chemical Industry in The Netherlands: World leading today and in , January Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. 7

8 voor de lange termijn mee te nemen gaat het CPB in zijn adviezen aan de politiek aan een belangrijke maar moeilijk kwantificeerbare parameter voorbij. Het Topteam Chemie voorziet een gefaseerde implementatie van dit transitieplan waarbij de volledige implementatie in november 2016 moet zijn afgerond. Financiering transitie Met de introductie van het topsectorenbeleid wordt de samenwerking tussen kennisinstellingen en bedrijfsleven vormgegeven via programmering vanuit vraaggestuurde TKI s. Om de succesvolle functionaliteiten van de TTI s te borgen en een nieuw en dynamisch innovatiesysteem op te zetten, zijn transitiemiddelen beschikbaar. Voor de beoogde transitie van de Topsector Chemie doet het Topteam Chemie een beroep op de transitiemiddelen van het Ministerie van Economische Zaken voor een totaalbedrag van M 22,5. Tabel 1 geeft inzicht in de verdeling van de gevraagde middelen over de verschillende transitielijnen Totaal Transitielijn bureau onderzoek bureau onderzoek bureau onderzoek Polymeren Biobased materialen 0,017 0,98 0,017 0,98 0,017 0,98 3 Procestechnologie Katalyse, via 0,01 0,044 0,75 0,044 0,75 1,5 Baanbrekend onderz. 3 Nader toe te kennen: Baanbrekend onderz. 3 0,5 1,0 1,5 Chemistry of Life 0,010 0,026 0,47 0,03 0,47 1,0 MKB-ondersteuning Chemie-Energie Totaal 20 B Baanbrekend onderz. 3 0,48 0,065 0,97 0,065 0,48 2,5 Totaal 22,5 Tabel 1: Financiële middelen om het transitieplan voor de Topsector Chemie te realiseren. 1 Nog in onderhandeling. Tevens zullen in de aankomende 3 jaar ( ) mogelijkheden worden onderzocht om de hoofdlijnen Separation Technology en Conversion Technology and Chemical Synthesis samen te voegen. 2 Vanuit Topsector Energie wordt eveneens een aanvraag ingediend voor oprichting van een gezamenlijk bureau/organisatie MKB-ondersteuning. De Topsectoren Energie en Chemie dienen hiervoor één gezamenlijk plan in. 3 Topsector Chemie ontwikkelt een voorstel voor baanbrekend onderzoek dat als een vernieuwend element van het transitieplan als apart document, zal worden ingediend. De middelen hiervoor betreffen de al eerder gereserveerde post Katalyse, de post nader toe te kennen (M 1,5) en een extra aanvraag van M 2,5 (in totaal M 5.5). Dit voorstel voor baanbrekend onderzoek zal in overleg met de Topsector Energie worden ingevuld. Ook de aansluiting met het CoI BBE (zie sectie 3.7) zal in dit initiatief worden gewaarborgd. 8

9 2 Chemie en de Grote Maatschappelijke Uitdagingen Chemie ziet veel mogelijkheden om, samen met partners in andere disciplines en topsectoren, een wezenlijke bijdrage te leveren aan oplossingen van vijf van de zeven Grote Maatschappelijke Uitdagingen (Grand Societal Challenges) zoals benoemd in het ambitieuze programma Horizon 2020 van de Europese Commissie. Figuur 2 geeft een selectie van de Horizon 2020 onderwerpen waaraan de chemie een wezenlijke bijdrage kan leveren (uit het Horizon 2020 werkprogramma ). Figuur 2: EU Grand Societal Challenges en voor de chemie relevante Horizon 2020 onderwerpen. (FOOD staat voor Food & Bio-economy en CLIMATE staat voor Resources, Raw Materials & Environment & Climate action) Voor elk van deze uitdagingen heeft de Topsector Chemie inspirerende toekomstbeelden benoemd (figuur 3) die moeten helpen om patiënten, consumenten, burgers en overheden op een toegankelijke manier te illustreren hoe chemie het verschil kan maken: 1. Voor Health 8 : De gezonde mens: gezond en vitaal oud worden; en de sporter in de toekomst. 2. Voor Food & Bio-economy 9 : Het landschap van de toekomst : de effectieve en geïntegreerde benutting van land en gewassen voor welvaart en welzijn leven in een gezonde omgeving. 3. Voor Energy 10 : De energieopwekking van de toekomst : duurzaam en 8 Health, demographic change and wellbeing. 9 Food Security, sustainable Agriculture and Forestry, Marine, Maritime and Inland Water Research and the Bio-economy. 9

10 CO 2-neutraal en toepassing in de stad van de toekomst. 4. Voor Transport 11 : De auto van de toekomst. 5. Voor Resources, Raw Materials & Environment 12 : Nuttig gebruik van broeikasgassen voor chemie en materiaal. Afval als grondstof. En ook: De verpakking van de toekomst (smart packaging). Figuur 3: Inspirerende toekomstbeelden waarvoor de chemie het verschil kan maken. De meeste uitdagingen bestrijken meerdere disciplines en overschrijden topsectorgrenzen. Bijvoorbeeld Food is een uitdaging waarin de chemie gezamenlijk optrekt met de biologie, de fysica, medisch en biomedisch onderzoek. In het Sectorplan Natuur- en Scheikunde is chemie in relatie tot Biologische en Medische wetenschappen één van de vier focusgebieden. Het Vision Paper 2025 benoemt The Chemistry and Physics of Life and Health als een belangrijke Research Agenda voor chemie en fysica. Uitdagingen waarvoor de chemie het verschil maakt Nieuwe geavanceerde materialen Met het Polymeren Innovatie Programma en het materialenonderzoek bij kennisinstellingen bezit Nederland een internationaal vooraanstaande positie op het terrein van polymere, anorganische, hybride en complexe materialen. Onderzoek op het gebied van geavanceerde materialen sluit nauw aan bij de Nederlandse Wetenschapsagenda van de KNAW, bij de actieagenda van de topsector HTSM en bij de programmering binnen M2i Secure, Clean and Efficient Energy. 11 Smart, Green and Integrated Transport. 12 Climate Action, Environment, Resource Efficiency and Raw Materials. 13 HTSM: High Tech Systems and Materials; M2i: Materials innovation institute (M2i). 10

11 De grote successen van het Nederlandse materialenonderzoek worden in dit transitieplan geborgd met een blik op de toekomst en op de nieuwe vragen die de toekomst brengt. Ook op het terrein van biomaterialen (biobased; bio-inspired) heeft Nederland grote kennis en ervaring zowel in fundamenteel en toegepast onderzoek aan kennisinstellingen als binnen publiek-private samenwerkingsverbanden op dit thema. In de afgelopen jaren zijn binnen de Actieagenda 14 van de Topsector Chemie Innovation Labs (ILABs) en locaties binnen het Centre for Open Chemical Innovation (COCI) gestart met dit thema: - Chemelot in Geleen, met het thema nieuwe (bio)materialen met de focus naar Life Sciences; - Green Chemistry Campus in Bergen Op Zoom, met het thema biobased materialen met focus naar performance materialen; - Green Pac Valley in Zwolle/Emmen met thema Green polymer Application voor kunststoffen, vezels en composieten. - Biotech Campus Delft, met het thema industriële biotechnologie. Ook is in Zuidwest Nederland met de vorming van de Biobased Delta een concentratie aan het ontstaan die zich inzet op het omzetten van biomassa naar hoogwaardige toepassingen met (bio)chemische kennis en expertise. Samenwerkingsverbanden met Vlaanderen en Noord-Frankrijk beginnen vorm en inhoud te krijgen. Met het Biobased Performance Materials (BPM) -programma zetten kennisinstellingen zich in op de ontwikkeling van high performance materialen op basis van biomassa. Men richt zich vooral op de verwaarding van suikers en aardappelen met behulp van nieuwe technologieën naar toepassingen in verpakkingen, elektronica en in de automobielindustrie. Procestechnologie Nederland heeft een internationaal vermaarde positie in de procestechnologie. De drie technische universiteiten, TNO en het ISPT in Amersfoort zijn koplopers op dit terrein. De leerstoel Procesintensificatie aan de TU Delft is ook voorzitter van het Europese samenwerkingsverband op het gebied van procesintensificatie, Europic. Met deze kennis en expertise speelt Nederland een grote rol binnen de programmalijn Reaction and Proces Design van ETP SusChem 15. Deze programmalijn is intussen direct verbonden aan het Europese publiek-private samenwerkingsverband Sustainable Process Industry through resource and energy efficiency (SPIRE). In Rotterdam is binnen de Actieagenda van de Topsector Chemie in 2011 de COCI-locatie Plant One geopend met het thema duurzame procestechnologie. Katalyse Key Enabling Technologies 16 spelen een grote cross-sectorale rol in het aandragen van oplossingen voor de grote uitdagingen van de toekomst. Katalyse is zo n key enabler waarin Nederland decennialang wereldwijd een topreputatie heeft. Katalyse kan een grote bijdrage leveren aan het aanreiken 14 New Earth, New Chemistry; juni European Technology Platform for Sustainable Chemistry. 16 Nanotechnology, micro- and nanoelectronics including semiconductors, advanced materials, biotechnology and photonics. 11

12 van oplossingen voor de grote uitdagingen van de toekomst op het gebied van energie, food&farma en materialen. Hoewel katalyse in het hart van de chemie ligt, overschrijdt de toepassing en het belang ervan de topsectorgrenzen. In de topsectoren Energie, Agri&Food en Tuinbouw & Uitgangsmaterialen is katalyse van doorslaggevend belang in Resource Efficiency en Biobased Economy (benutten van biomassa voor chemie, materialen en brandstoffen). In de topsector High Tech Systems & Materials speelt katalyse een groeiende rol in smart devices. In het Vision Paper 2025 zijn twee van de zeven onderzoekslijnen van de Research Agenda for Chemistry and Physics direct gerelateerd aan katalyse: katalyse voor solar fuels en sustainable (Bio)Chemical Process Engineering. De onderzoeksschool NIOK 17 en haar industriële adviesraad VIRAN 18 zijn begin 2014 gestart met een vernieuwde Roadmap Katalyse voor de komende 20 jaar. Om katalyse een vliegende start te geven in het nieuwe innovatiebeleid vanaf 2014, oormerkt het Topteam Chemie budget voor een onderzoeksprogramma dat uit de vernieuwde Roadmap Katalyse zal volgen. Moleculaire life sciences Op de grensvlakken met de Topsector Life Sciences & Health bieden moleculaire life sciences veel innovatiepotentieel en kansen voor nieuwe bedrijvigheid. De Nederlandse chemiesector heeft een stevige basis voor wetenschap en innovatie op dit terrein en ziet kansen om het valorisatiepotentieel beter te benutten met aangrenzende topsectoren zoals Life Science & Health en High Tech Systems & Materials. Zie verder hoofdstuk 3.6 Chemistry of Life. Ook op het grensvlak en dwarsdoorsnijdend met de Topsector Agri&Food bieden bio-gerelateerde en bio-geïnspireerde structuren en materialen interessante mogelijkheden voor nieuwe producten met nieuwe eigenschappen. Industriële biotechnologie In Delft en Wageningen heeft Nederland uitgebreide en diepgaande kennis op het terrein van industriële biotechnologie. Zowel op het terrein van fermentatie tot suikers als het benutten van algen (en zeewier) is grote kennis aanwezig. In Delft is met de Bioprocess Facility op het terrein van DSM een nieuwe mogelijkheid geschapen om op pilot-schaal nieuwe technologieën op te schalen. De sterkte van Nederland op dit terrein is uitvoerig gedocumenteerd in het Innovatiecontract Biobased Economy , april Ook kent Nederland veel onderzoek- en pilotactiviteit voor de ontwikkeling van specialty chemicals op basis van biobased grondstoffen. Zo schreef CEPI 19 een competitie uit om nieuwe, baanbrekende concepten om de Carbon Foot Print (uitgedrukt als CO 2-reductie) te verlagen 20. Het winnend concept behelst een nieuwe procedé voor de productie van cellulose. Daarbij komt ook veel lignine vrij waar de chemische industrie zeer in is geïnteresseerd. 17 NIOK: Nederlands Instituut voor Onderzoek in de Katalyse. 18 Vereniging Industriële Raad van Advies NIOK. 19 CEPI: Confederation of European Paper Industry. 20 The Two Team Project, November

13 Het Dutch Biorefinery Cluster (DBC) bundelt de innovatiekrachten uit Agri&Food en de Papierindustrie om, in open innovatie, snel vorderingen te maken met het volledig tot waarde brengen van biomassa. Het DBC en de Vereniging van de Nederlandse Chemische Industrie (VNCI) hebben sinds 2008 het Platform Agro Papier Chemie (APC) opgericht om samen nieuwe ontwikkelingen te identificeren en business cases te definiëren die consortia van bedrijven en kennisinstellingen verder kunnen ontwikkelen. In 2012 hebben drie business cases zich succesvol als projectvoorstellen kunnen inschrijven bij TKI s. Nederland sluit goed aan bij het Europese publiek-private samenwerkingsprogramma van Biobased Industries. Op nationaal niveau werken Topsectoren Chemie, Energie, Agri&Food en Tuinbouw & Uitgangsmaterialen nauw samen in het kader van een Biobased Economy. Hiermee is een crosssectorale aanpak in de keten van biomassa naar toepassingen. Onlangs heeft de Wetenschappelijke en Technologische Commissie Biobased Economy in een nieuw boek 21 benadrukt dat energietoepassingen van biomassa alleen commercieel interessant zijn als coproductie met meer hoogwaardige (vooral chemische) toepassingen. De afgelopen jaren is er een aantal ambities uitgesproken voor het aandeel van biomassa als grondstof voor de chemie. Het Platform Groene Grondstoffen 22, bijvoorbeeld spreekt in 2007 van 25% vervanging in Ook het businessplan van de Regiegroep Chemie 23 (augustus 2007) en het innovatiecontract van TKI BBE 24 (december 2011) gebruiken 25% vervanging. De Chemische industrie in Nederland (VNCI) spreekt in de Routekaart Chemie (september 2012) van een (realistischer) ambitie van 15% biomassa-aandeel in de grondstoffen voor de chemie. Het huidige aandeel van biomassa als grondstof voor chemie in EU28 is 9% (2011 cijfers). Om de ambitie van 15% biomassa-aandeel als grondstof voor de chemie te realiseren moet aan een aantal voorwaarden worden voldaan: De chemische industrie dient toegang te krijgen tot biomassa als grondstof tegen wereldwijd concurrerende marktprijzen. Momenteel is de import van bijv. bio-ethanol onderworpen aan hoge invoerrechten die de commerciële inzet van bio-ethanol als grondstof verhinderen. De benutting van biomassa als grondstof wordt tenminste gelijkwaardig gestimuleerd als voor energietoepassingen. Momenteel wordt enkel de toepassing als energiebron (warmte, elektriciteit, transportbrandstoffen) gestimuleerd (Europese wetgeving voor energie en brandstoffen). Toepassing van het cascaderingsprincipe 26 (de waardepiramide) waar mogelijk en zinvol. Een gebalanceerde bijdrage vanuit de topsectoren Energie, Chemie en Agri&Food kan Nederland slagkrachtig maken op het gebied van de Biobased Economy. De overheid kan daarbij helpen door het mogelijk maken dat de chemiesector de 21 Strategie voor een groene economie, december Groenboek, Platform Groene Grondstoffen, april Innovatie in, door en van de Nederlandse chemische sector, augustus Groene Groei, van biomassa naar business, december De sleutelrol waarmaken, september Cascaderingsprincipe : het realiseren van de meest efficiënte en hoogwaardige inzet van biomassacomponenten (de waarde-piramide ). 13

14 juiste stimulansen krijgt om met geavanceerde technologieën biomassa om te zetten naar de meest waardevolle toepassingen waar mogelijk. In Nederland biedt de hoog-efficiënte landbouw de mogelijkheid van productie van extra grondstoffen, vooral suikers, die tegen competitieve prijzen aan chemie kunnen worden aangeboden. Samen met de juiste stimulansen en benodigde kapitaal kunnen deze kansen benut worden en resulteren in nieuwe economische activiteiten uit biobased grondstoffen. De chemiesector in Nederland beschikt dus over uitstekende papieren om met een nieuw programma voor onderzoek en innovatie een bijdrage te leveren aan de oplossingen voor de Grote Maatschappelijke Uitdagingen. Van toekomstbeelden naar R&D thema s voortbouwende op Nederlandse sterktes Op de hierboven geschetste basis heeft een visiegroep (zie samenstelling in bijlage) een proces gevolgd van: - Terugredenerend van elk van de Grote Maatschappelijke Uitdagingen, vaststellen welke thema s relevant zijn voor de chemische sector in Nederland. - Vervolgens heeft de groep per uitdaging een inspirerend toekomstbeeld vastgesteld en beschreven. - Met het zicht op deze inspirerende toekomstbeelden heeft de groep vervolgens een aantal relevante R&D thema s geïdentificeerd waar chemie zich op zou kunnen richten om een bijdrage te leveren aan de realisatie van deze toekomstbeelden. Deze analyse hield ook rekening met de in Nederland aanwezige industriële R&D en de potentie voor nieuwe bedrijvigheid, en ook met de academische gebieden waarin Nederland excelleert. - De analyse van deze R&D thema s leverde een clustering op tot de volgende vijf hoofdlijnen waarop roadmaps kunnen worden opgemaakt voor verder en nieuw onderzoek voor chemie naar de toekomst: 1. Geavanceerde materialen; 2. Chemische Micro- en Nanotechnologie en Apparatuur; 3. Conversietechnologie en Chemische Synthese; 4. Scheidingstechnologie 27 ; 27 Mogelijk te combineren met Conversietechnologie en Chemische Synthese. 14

15 5. Chemie voor Leven. Figuur 4: Van Grand Challenges, visie 2025, topsectoragenda s en toekomstbeelden naar hoofdlijnen. 15

16 3 Hoofdlijnen Topsector Chemie 3.1 Hoofdlijnen voor Onderzoek en Innovatie Zoals toegelicht in hoofdstuk 2 heeft het Topteam Chemie, geredeneerd vanuit de grote maatschappelijke uitdagingen, de industriële sterktes en de wetenschappelijke kennisbasis, vijf hoofdlijnen voor de toekomst geïdentificeerd, te weten: 1. Advanced Materials voor Health, Food, Energy, Transport en Climate; 2. Chemical Micro- and Nanotechnology & Devices voor Health, Food, Energy Transport en Climate; 3. Conversion Technology and Chemical Synthesis voor Health, Food, Energy Transport en Climate; 4. Separation Technology voor Health, Food, Energy Transport en Climate; 5. Chemistry of Life voor Health, Food and Climate. Figuur 5 illustreert de excellente kennisbasis voor de vijf hoofdlijnen binnen de Topsector Chemie. Figuur 5: Kennisbasis voor de gekozen innovatiehoofdlijnen in de Topsector Chemie. De programmering van deze hoofdlijnen zal vanuit één nieuw te vormen TKI Chemie worden aangestuurd. Het Topteam Chemie beoogt daarmee synergie in de programmering te bewerkstelligen en op basis van huidige wetenschappelijke sterkten en industriële mogelijkheden, nieuwe competenties en innovaties te stimuleren. 16

17 De geïdentificeerde hoofdlijnen zijn niet statisch: de routes naar de toekomst zijn onzeker en het Topteam Chemie wil de hoofdlijnen-portefeuille dynamisch houden op basis van nieuwe inzichten. De hoofdlijnen worden hieronder nader toegelicht Advanced Materials Materiaalkennis en de mogelijkheid om nieuwe materialen te maken, uit verschillende grondstoffen, met nieuwe functionaliteiten verbindt deze hoofdlijn met alle vijf grand societal challenges die voor de chemie relevant zijn. Nieuwe klassen atomaire assemblage high performance nieuwe eigenschappen Nederland heeft een sterke uitgangspositie op het gebied van geavanceerde materialen, zowel in de industrie als in de academische wereld. Totaal nieuwe klassen van materialen zullen worden ontwikkeld, geproduceerd en gebruikt. Met behulp van nanotechnologie kunnen nieuwe materialen op een gecontroleerde wijze en met grote precisie worden ontworpen en geproduceerd. Met behulp van simulaties op grote schaal en multiscale modelling kan meer inzicht worden verkregen in het gedrag van materialen, van atomair niveau tot op macroscopische schalen. Deze inzichten stellen de industrie in staat stellen om selectief te sturen op de gewenste eigenschappen van materialen. Met behulp van zelfassemblage kunnen metalen en moleculen worden gekoppeld op oppervlakken waarmee high performance en nieuwe materialen kunnen worden gemaakt, zoals metamaterialen, zelf-herstellende coatings, extreem sterke textielsoorten, composieten voor ultralichte materialen en twee- en driedimensionale structuren met nieuwe elektronische eigenschappen. Met de komst van flexibele en opvouwbare oppervlaktematerialen (denk bijvoorbeeld aan zonnefolie) met lichtgevende of lichtgevoelige eigenschappen ligt een groot scala aan nieuwe toepassingen binnen handbereik. De ontwikkeling van geavanceerde biologisch afbreekbare en biobased materialen met specifieke eigenschappen is een andere uitdaging die binnen deze hoofdlijn wordt geadresseerd. Innovaties op het gebied van materialen zullen de industrie op de lange termijn minder afhankelijk maken van schaarse chemische elementen. Wetenschappelijk gezien zijn we op dit moment getuige van een revolutie in ons begrip en de controle van complexe vormen van materie. Complexe systemen (zowel organische, anorganische en hybride) zijn samengesteld uit individuele entiteiten (moleculen, genen, virussen, cellen). Interacties tussen deze entiteiten leiden via zelforganisatie op grotere schaal in ruimte en/of tijd tot nieuwe eigenschappen. Nieuwe nanostructured materialen en chemische syntheseroutes zullen kosteneffectieve en efficiënte opties bieden voor het invangen, omzetten en opslaan van zonne-energie. Geavanceerde, slimme materialen spelen een mogelijk grote rol voor bijvoorbeeld: De Uitdaging Health: zelfhelend materiaal en in intieme technologie 28 o Voor de sporter van de toekomst : in functionele sportkleding, biomedisch materiaal, verpakking voor functionele & gezonde voeding. 28 Zie bijv. publicatie van Rathenau Instituut, januari

18 De Uitdaging Food & Bio-economy: slimme verpakkingen die bijv. de houdbaarheid van de verpakte voeding visueel kan weergeven o Voor het landschap van de toekomst waarin diverse aanbieders en vragende partijen een efficiënt systeem opzetten om bouwstenen op te leveren voor nieuwe materialen met nieuwe functionaliteiten en toepassingen. De Uitdaging Energy: energie- en grondstofefficiënte productie van bouwstenen voor de toekomst; materialen voor energieopslag. o Voor de stad van de toekomst : duurzaam isolatiemateriaal; componenten voor duurzame verf en beschermlagen; materiaal voor lokale ecosystemen en voor ICT-toepassingen; nieuw materiaal voor waterzuivering. De Uitdaging Transport: licht maar stevig materiaal voor luchtvaart, vliegtuig, trein, auto en ander transportmiddelen; beschermlagen voor schepen voor lage weerstand. o Voor de auto van de toekomst : slimme, zelf-herstellende, zelfverschonende verf; functionele additieven voor beschermlagen. Met de waardeketen een demo-oto maken voor demonstratie van slimme toepassingen ten behoeve van veiligheid en bescherming van mens en milieu. De Uitdaging Resources: materiaal voor scheiding en behandeling van reststromen; recyclebaar materiaal; biodegradeerbaar materiaal o Voor nuttig gebruik van broeikasgassen en verpakkingen. 3.3 Chemical Micro- and Nanotechnology & Devices De kansen voor de chemie naar de toekomst binnen deze hoofdlijn zijn legio. Bij mogelijke toepassingen kan gedacht worden aan technologie voor embossing, liquid crystal moleculen voor bijvoorbeeld LCD-schermen, 3D-printing van specifieke materialen voor specifieke toepassingen, smart inks, moleculaire motoren, slimme sensorische verpakkingen, sensoren op basis van chemisch absorptie in het lichaam. Deze slimme devices op basis van advanced molecules bieden kansen voor chemische toepassingen met maximale toevoegede waarde. Miniaturisatie elektronische systemen en sensoren lab-on-a-chip real-time Technische ontwikkelingen maken het inmiddels mogelijk om 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. Deze systemen en apparaten kunnen volledig worden geïntegreerd in het alledaagse leven, zoals thuis, in de auto en in het lichaam. De micro- en nanotechnologie biedt vooruitstrevende oplossingen voor maatschappelijke uitdagingen en medische diagnostiek, behandeling en drug delivery; maar ook voor energieconversie, transport, de opslag van gegevens en de ontwikkeling van duurzame processen en producten. Op het gebied van gezondheid zullen de razendsnelle ontwikkelingen binnen de lab-on-a-chip technologie hoogwaardige toepassingen mogelijk maken, zoals micro- en nanosensoren en handzame of zelfs intraveneuze meetapparatuur, maar ook snelle analysemethoden voor single cell genomen, transcriptomen en proteomen. Dit zal resulteren in verbeterde biomedische informatie, snelle kwaliteitschecks en online analyse van farmaceutische processen. Zogenaamde embedded sensoren maken het mogelijk om biomarkers in real-time te 18

19 detecteren en om moleculaire processen te monitoren en zo nodig te corrigeren. Analytisch chemische inzichten en technieken spelen een belangrijke rol bij de ontwikkeling van voornoemde high-end sensing, meet- en analyseapparatuur. De ontwikkeling van dergelijke specifieke en hoogwaardige toepassingen staat vaak aan het begin van een start-up onderneming of universitaire spin-off. De integratie van nanomaterialen en systemen op nanoschaal met (gemodificeerde) biologische systemen kan helpen de levensverwachting van toekomstige generaties te verlengen. Chemical Micro- and Nanotechnology & Devices bieden de topsector Chemie kansen om een grote rol te spelen voor bijvoorbeeld: De Uitdaging Health: vergroten van het vermogen om gezondheid te monitoren om zodoende ziektes te kunnen voorkomen, detecteren, behandelen en beheersen. o Bij ontwikkeling, testen en demonstratie van nieuwe concepten om zorg en gezondheid te leveren. o Bij nieuwe methoden, concepten en apparatuur om diagnosestelling te verbeteren. Zowel in vitro als in vivo. Voor toepassingen naar in vitro medische imaging technologieën vragen deze ontwikkelingen de vertaling van multidisciplinaire wetenschappelijke en technologische kennis van diverse disciplines naar klinische toepassingen. o Ontwikkeling van nieuwe in vivo medische imaging technologieën; ontwikkeling van verbeterde imaging agents. De Uitdaging Food & Bio-economy: sensing systemen in slimme verpakkingen om de staat van de verpakte voeding te monitoren en weer te geven. De Uitdaging Energy: voor meting en monitoring in het huis van de toekomst en de stad van de toekomst. De Uitdaging Transport: in toepassingen in alle modaliteiten van vervoer. De Uitdaging Resources: voor klimaatbeheersing in steden, woningen en vervoer, recycling materialen, sensing technieken, design for recyclability. De bijdrage van de chemie aan de hoofdlijn Chemical Micro- and Nanotechnology & Devices zal in nauwe samenwerking zijn met topsectoren LSH, HTSM, Logistiek (transport) en waarschijnlijk ook met Creatieve Industrie. 3.4 Conversion Technology and Chemical Synthesis De kern van chemie is synthese: het vermogen om (nieuw) materiaal te maken op moleculair niveau. Het product van chemie wordt benut in alle andere industriële en commerciële toepassingen. Chemie ziet zichzelf daarom als The Industry of Industries 29. Zon biomassa reactoren carbon capture katalyse metabolic engineering Energie is een onderliggende drijfveer voor nagenoeg alle aspecten in onze maatschappij: van voedselproductie, huizenbouw, transport en informatietechnologie. Een transitie naar duurzame energieconversie en -opslag is nodig vanwege de eindige reserves fossiele brandstoffen en de impact op 29 Zie: The Chemical Industry in The Netherlands: World leading today and in ; VNCI/Deloitte, January

20 klimaatverandering. Deze transitie is van een dermate grote schaal dat innovaties op dit gebied ook direct van enorme economische en maatschappelijke impact zijn. Op korte termijn zullen nieuwe technologieën zonne-energie efficiënt omzetten. Biomassa en het hergebruik van koolstofdioxide zullen belangrijke bronnen zijn voor de productie van chemicaliën. Ook het verder verbeteren van conventionele petrochemische conversieprocessen en het duurzaam aanwenden van alternatieve fossiele grondstoffen, zoals steenkool, worden geadresseerd binnen deze hoofdlijn. Deze hoofdlijn adresseert processen voor de conversie en opslag van CO 2, processen voor de conversie van afval en complexe biomassacomponenten in chemicaliën, processen voor de zuivering en ontzilting van drinkwater en processen voor het recyclen van materialen. Vanuit kosten- en klimaatoverwegingen moeten deze processen bijzonder energie-efficiënt zijn. Om de efficiëntie van chemische en biochemische processen te verbeteren, moeten systemen worden ontwikkeld met extreem specifieke oppervlakken voor energie- en massatransfer. Nieuwe (katalytische) chemie moet geïntegreerd worden met nieuwe concepten van perfecte chemische reactoren welke chemische reacties controleren op moleculair niveau, gericht op 100% atomaire efficiëntie en geen afval. Daarnaast dienen nieuwe en energiezuinige hybride scheidingstechnologieën worden ontwikkeld. Geïntensiveerde technologieën op het gebied van (bio)chemische procestechniek door gebruik van nieuwe reactor designs waarmee reacties gecontroleerd kunnen worden in ruimte en tijd, zullen grote bijdragen leveren aan de belangrijkste maatschappelijke uitdagingen op het gebied van energie, grondstoffen, gezondheid, milieu en efficiëntie. Op het gebied van energie zullen nieuwe katalysatoren worden ontwikkeld voor stikstofactivatie, carbon capture en synthetische fotosynthese welke de efficiëntie van natuurlijke fotosynthese overtreft (zonnebrandstoffen). Metabolic engineering zal nieuwe routes bieden voor de productie van groene brandstoffen, chemicaliën en farmaceutische producten op basis van groene grondstoffen. De hoofdlijn Conversion Technology & Chemical Synthesis kan bijdragen aan: De Uitdaging Health: productie van slimme materialen, geneesmiddelen en apparatuur; ook aan efficiënte processen. De Uitdaging Food & Bio-economy en het landschap van de toekomst : o Efficiënte, energie- en materiaalzuinige productie van voedsel en voeder en het maximaal verwaarden van reststromen uit landbouw, tuinbouw en veeteelt door toepassing van het cascaderingsprincipe waar mogelijk en noodzakelijk (bio-economie 30 ). o Het benutten van algen en zeewier voor chemie en materialen; decentrale productie van verschillende componenten uit biomassa via bijv. bioraffinage. De Uitdaging Energy en de stad van de toekomst : technologieën en processen naar duurzame energie uit wind, zon, getijden, enz.; chemie voor landbouw, waterzuivering. 30 Bio-economie: omvat alle sectoren van de samenleving waarin biomassa wordt gebruikt: voedsel, voeder, chemie, materialen en energie (definitie Europese Commissie en Commissie Duurzaamheidsvraagstukken Biomassa (Commissie Corbey). 20

21 De Uitdaging Transport: efficiënte, energie- en grondstofzuinige productieprocessen. De Uitdaging Resources: technologieën en processen voor het sluiten van de kringloop (Circulaire economie 31 ) benutten van CO 2 en andere broeikasgassen als grondstof; processen; afval als grondstof. 3.5 Separation Technology Nederland heeft een sterke reputatie op het gebied van scheidingstechnologie. Scheidingstechnologieën vormen de kern van de procesindustrie: olieraffinage, petrochemie, bulkchemie, fijn-chemie, farma en voeding. Nanomembranen nieuwe reactortechnologie reststromen elektrochemie De schaalbaarheid van energieoplossingen en het gebruik van overvloedige elementen in het ontwerp van high performance materialen zal in de toekomst een steeds belangrijker speerpunt worden voor de industrie. Nieuwe reactortechnologie en efficiëntere katalytische routes moeten chemische processen energie-efficiënter maken. Nanomembranen zijn essentieel voor brandstofcellen en voor de energieopwekking uit osmose tussen zoet- en zoutwater. Deze hoofdlijn adresseert het verwaarden van reststromen of piek -stromen welke anders verloren gaan. Door hiervoor kosteneffectieve processen te ontwikkelen kunnen de variabele kosten van de industrie structureel worden gereduceerd. Door de ontwikkeling van nieuwe elektrochemische processen, de ontwikkeling van modulaire processen voor het tot waarde brengen van nu onbruikbare reststromen en de koppeling tussen elektrische energie en industrieel energiegebruik moet deze hoofdlijn in de breedte bijdragen aan de duurzame energiedoelstellingen en resource efficiency. Ook adresseert deze hoofdlijn de technologieontwikkeling op het gebied van de koppeling van elektriciteit en warmte. Een op relatief korte termijn te realiseren inzet van overschotten aan stroom is door deze stroom via efficiënte warmtepompen om te zetten in warmte. Deze warmte kan in de vorm van stoom gebruikt of opgeslagen worden. Dit onderwerp is nauw gekoppeld aan de inzet en opwaardering van restwarmte en de uitwisseling van warmte binnen en buiten de bedrijfsgrenzen. De hoofdlijn Separation Technology speelt een essentiële rol bij het aanpakken van de vijf Uitdagingen: De Uitdaging Food en het landschap van de toekomst : efficiënte bioraffinage. De Uitdaging Energy en de stad van de toekomst : energie-efficiënte industriële processen (transportverschijnselen, scheidingsmethoden, reactor engineering, multifase reacties). De Uitdaging Transport: recycling. De Uitdaging Resources: scheidingstechnologieën voor afvalstromen zoals bijv. in Urban Mining. 31 Circulaire economie: maximaliseren van herbruikbaarheid van producten en grondstoffen en minimaliseren van waardevernietiging. 21

22 3.6 Chemistry of Life Nu grote farmabedrijven als MSD en Solvay hun activiteiten op dit gebied uit Nederland (grotendeels) hebben teruggetrokken is het goed te zien dat zich veel nieuwe initiatieven en bedrijvigheid op het gebied van chemie en leven ontwikkelen. Clusters van dit soort activiteiten zijn onder andere te vinden in Pivot Park in Oss, het Leiden Bio Science Park en Wageningen Business en Science Park. In de buurt van universiteiten en hogescholen vestigen zich veel spin-offs en start-ups. Dit soort kennisclusters bieden veel kansen door een sterke concentratie van baanbrekend onderzoek, onderwijs, ondernemerschap en innovatieve toepassingen. Ook grotere bedrijven in food en health voelen zich aangetrokken tot dit soort inspirerende omgevingen, zoals het Danone Innovation Center in het Utrecht Science Park en het Heinz Innovation Center in de Food & Health Valley in Nijmegen. Nieuwe targets antibiotica biocompatibele materialen nieuwe assays De komende jaren en decennia worden vele doorbraken verwacht in ons begrip van levende systemen, waaronder de mens. Begrip van de manier waarop leven werkt en is georganiseerd opent nieuwe targets voor medicinale therapie, waaronder ook nieuwe antibiotica en antivirale middelen. Voor deze innovaties zijn nieuwe assays en scaffolds van verbindingen voor high-throughput screening van belang. Nieuwe close-to-market DNA-sequencing methoden helpen om snel genetische profielen van individuele patiënten te bepalen. Dit in combinatie met single-cell eiwitanalyse en binnen een lab-on-a-chip omgeving zal gepersonaliseerde behandeling van patiënten mogelijk maken. Voor het vertalen van het begrip van moleculaire en cellulaire processen naar de realisering van gewenste aanpassingen van biologische functies is een verdere ontwikkeling van chemische en synthetische biologie van belang. Toepassingen liggen op het gebied van gezondheid (nieuwe geneesmiddelen, synthetische vaccins, antilichaam-drug conjugaten, enz.), voeding (voedingscomponenten, nutriceuticals, toxiciteit, voeding in relatie tot allergieën, enz.) en duurzaamheid (biologische processen inzetten om grondstoffen en energie op een efficiënte manier te produceren). Bioengineering heeft een grote impact op toepassingen in duurzame voedselproductie en biotechnologie. Ons vermogen om enzymatische, genetische en moleculaire processen te ontwerpen en controleren zal uiteindelijk resulteren in de synthetische cel. De hoofdlijn Chemistry of Life kan een bedrage leveren aan: De Uitdaging Health en de gezonde mens van de toekomst : nieuwe medicijnen en vaccins, biologisch afbreekbare implantaten, wond-helende polymeren, kweekorganen, fragrances De Uitdaging Food en het landschap van de toekomst : gezonde voeding, voedingssupplementen (vitaminen, mineralen), non-animal derived foods, non-dairy alternatives, single-cell protein, smaakstoffen, kweekvlees (cultured meats), voedselveiligheid en voedselkwaliteit, isolatie precursors uit plantaardig afval (denk aan limoleen uit sinaasappelschillen als precursor voor anti sprouting agent). 22

23 3.7 Naar Centres of Innovation (CoI) van de Toekomst Als onderdeel van dit transitieplan stelt het Topteam Chemie Centres of Innovation (CoI) in om lokale focus en excellentie te stimuleren. Deze centra sluiten aan bij de hoofdlijnen van het nieuwe programma voor onderzoek en innovatie zoals eerder in dit hoofdstuk beschreven. Deze CoI s zijn gericht op het creëren van synergie en symbiose binnen een wetenschappelijk veld. Hiermee loopt de Topsector Chemie vooruit op de recente oproep van de Chief Technology Officers (CTO s) van (grote) bedrijven gericht aan de overheid om met een samenhangend wetenschaps- en innovatiebeleid te komen dat de maatschappelijke uitdagingen als uitgangspunt neemt. Zo n beleid moet zich dan volgens de CTO s vooral richten op die specifieke uitdagingen waar Nederland het verschil kan maken. De profilering van de universiteiten die steeds beter vorm krijgt, kan hierop aansluiten. Nederland heeft een wereldwijd erkende kennisbasis in verschillende chemische expertisegebieden. Deze expertises zijn mede via het Sectorplan Natuur- en Scheikunde geconcentreerd rond zwaartepunten aan de Nederlandse kennisinstellingen. Dit, in combinatie met de in Nederland (met R&D-activiteiten) gevestigde grote en middelgrote chemische industrie, geeft een sterke uitgangspositie om een ecosysteem op te bouwen van sterke, gefocusseerde expertisecentra. Met CoI s wordt per expertisegebied waarbinnen de Nederlandse Chemie het verschil kan maken één plek gecreëerd waar de wetenschappelijke wereldtop samen met het bedrijfsleven werkt aan de materialen, brandstoffen, medicijnen, processen en micro- en nanotechnologische toepassingen van de toekomst. Een CoI is hét adres in Nederland waar bedrijfsleven en maatschappij, waar ook ter wereld, terecht kan met wetenschappelijke en innovatievraagstukken op een specifiek chemisch terrein. De hoofdlijnen van het nieuwe programma vormen een thematische aanpak waarbinnen modellen voor samenwerking worden gecreëerd om innovatie en valorisatie van kennis te katalyseren. Kortom: verdieping via CoI s en verbreding via een multidisciplinaire aanpak op hoofdlijnniveau. Om te voorkomen dat de verbreding van activiteiten leidt tot een onoverzichtelijk amalgaam van projecten en programma s, is het aan te bevelen dat de activiteiten van de CoI s slim aansluiten bij de hoofdlijn waarvoor de expertise en competentie van belang zijn. Maar evenzeer is het goed mogelijk dat bijvoorbeeld in het geval van Biobased Economy (BBE), het CoI aansluit bij meerdere hoofdlijnen. De doelstelling van het TKI Chemie is om haar visie en strategie uit te voeren met een overzichtelijke lichte structuur die de aansluiting tussen activiteiten kan optimaliseren. Dit voorkomt versplintering en dubbelwerk, stimuleert concurrentie op kwaliteit en innovativiteit, de vorming van netwerken en de uitwisseling van best practices. De CoI s worden zodanig in lijn met de thematische hoofdlijnen gekozen dat het geheel herkenbaar is voor bedrijven en universiteiten: verticale expertisecentra (CoI s) en horizontale programmering (hoofdlijnen). Oftewel, verticale kennissynergie en horizontale synergie ten aanzien van innovatie en valorisatie. BBE en Resource efficiency zijn cross-thematisch en maken onderdeel uit van de vijf TKI Chemie-hoofdlijnen. Om de BBE-expertise en zijn netwerk duidelijk herkenbaar te maken voor chemie en de andere topsectoren, stelt het Topteam 23

24 Chemie voor om voor BBE een apart CoI BBE te benoemen met een sterke verbinding met de Green Chemistry Campus in Bergen op Zoom. Het Topteam Chemie stelt zes CoI s voor: CoI Advanced Materials CoI Chemical Conversion Technologies CoI Procestechnologie* CoI Biobased Economy CoI Chemistry of Life CoI Micro- and Nanotechnology & devices * Mogelijk te combineren met CoI Chemical Conversion Technologies. N.B. Hoewel de benaming van enkele CoI s dezelfde is als een hoofdlijn van het nieuwe programma voor onderzoek en innovatie, zijn per definitie de voorzitter en vicevoorzitter van een CoI niet dezelfde personen als die bij een hoofdlijn. Met deze CoI s verbindt het Topteam Chemie de industriële sterktes en zwaartepunten met de universitaire zwaartepunten, daarmee aansluitend bij het model van Advanced Research Centres. Via deze ecosystemen van bedrijvigheid en universitaire excellentie beoogt het Topteam ook een sterke regionale verankering te bewerkstelligen. Figuur 6 geeft een overzicht van de regionale innovatieclusters. De uiteindelijke CoI-locaties sluiten hierop aan. Figuur 6: Regionale innovatieclusters (figuur Top Chemie ). 24

25 4 Naar een effectieve bundeling van innovatiekrachten Met de vorming van één TKI Chemie bundelt het Topteam Chemie de krachten van de vier huidige TKI s (TKI SPM, TKI ISPT, TKI NCI, TKI BBE). TKI Chemie is verantwoordelijk voor onafhankelijke centraal gecoördineerde programmering, voor de verdeling van de TKI-toeslag en voor de afstemming en samenwerking met andere Topteams en het ministerie van EZ. In dit model worden tevens zogenaamde Centres of Innovation (CoI) ingesteld. Deze centra sluiten aan bij de hoofdlijnen onder het TKI Chemie. CoI s kunnen programmavoorstellen indienen bij het TKI Chemie via één of meerdere hoofdlijnen, afhankelijk van de focus van het desbetreffende CoI. CoI s worden ingesteld door het Topteam Chemie en hebben een autonome positie en maken formeel geen onderdeel uit van de governance van het TKI Chemie. Uiteraard kunnen ook programma-initiatieven die geen CoI-status hebben voorstellen indien voor de TKI-hoofdlijnen. Het TKI Chemie staat uitdrukkelijk open voor de volle breedte van de chemie, voor elk initiatief dat kan bijdragen aan de doelstellingen van de hoofdlijnen zoals deze onder hoofdstuk 3 zijn beschreven. Daarnaast zal er een MKB-loket voor Chemie en Energie worden ingericht met een regionale dekking en één centraal landelijk punt. 4.1 Governance Uitgangspunten van het nieuwe besturingsmodel zijn: decentraal wat kan, centraal wat moet. Het model biedt ruimte voor fundamenteel onderzoek en onderzoek- en innovatie-voorstellen uit het brede veld, inclusief de regio s. Daarbij wordt ook gezorgd voor betere aansluiting bij en in het innovatietraject van fundamenteel onderzoek tot innovatie, vooral voor het MKB. Ook stuurt het model aan op nauwere samenwerking met andere topsectoren en goede aansluiting met Europa (waaronder Horizon 2020). Tenslotte brengt het model de krachten bijeen ter vergroting van de beschikbaarheid van talent met de benodigde vaardigheden. Op basis van gesprekken die het Topteam Chemie heeft gevoerd met het veld en met leden van de voor dit transitieplan ingestelde expertgroep (zie bijlage), komt het Topteam Chemie tot een voorstel voor de inrichting van de governance van de Topsector Chemie. Uitgangspunten TKI Chemie Het Topteam Chemie beoogt één TKI Chemie dat vijf hoofdlijnen aanstuurt. Daarnaast introduceert het Topteam Chemie zes Centres of Innovation (CoI s) om consortium- en zwaartepuntvorming te stimuleren op terreinen waar de Nederlandse chemie het verschil kan maken. Het TKI Chemie legt verantwoording af aan het Topteam Chemie (en voor andere financieringsstromen aan andere Topteams). Iedere hoofdlijn kent zijn eigen Programmaraad waarin experts uit wetenschap en bedrijfsleven op het desbetreffende hoofdlijn-bereik zitting hebben. Voorzitters en vicevoorzitters van de Programmaraden nemen zitting in een overkoepelende Strategy Board waar afstemming tussen de hoofdlijnen onderling plaatsvindt. De gehele structuur van het TKI Chemie wordt ondersteund door programmamanagers uit het TKI-bureau die het proces begeleiden, zorgvuldigheid en transparantie waarborgen en als secretaris optreden van Programmaraden, Strategy Board en TKI-Bestuur. 25

26 Met één TKI Chemie beoogt het Topteam Chemie: De concurrentiekracht van de chemie te versterken en oplossingen te bieden voor maatschappelijke vraagstukken (markten van de toekomst) door een centrale onderzoeksprogrammering die ruimte biedt aan programmavoorstellen uit het brede veld, inclusief de regio s, de Centres of Innovation (CoI s) en aan iedere andere partij die expertise inbrengt om de doelstellingen van de hoofdlijnen te helpen verwezenlijken. Een betere samenwerking met andere topsectoren zoals Agri&Food, Energie en Life Sciences & Health. Eén governance die verantwoordelijk is voor de onafhankelijke programmering, verdeling van de TKI-toeslag, het MKB-loket (samen met energie) en de relatie met andere Topsectoren en de ministeries van Economische Zaken en OCW. Gegeven bovengenoemde uitgangspunten stelt het Topteam Chemie de volgende governance voor: - Een TKI-bestuur met daarin vertegenwoordigd de Gouden Driehoek: industrie, wetenschap en EZ (toehoorder). Daarnaast ook een vertegenwoordiger van NWO en van TO2 32. Het streven is om een bestuur te benoemen van zeven, maximaal negen leden. (De voorzitter, afkomstig uit de industrie, opereert onafhankelijk; de vicevoorzitter is afkomstig uit de wetenschap.) Het TKI-bestuur heeft de volgende taken: o Het aanleveren van één R&D-voorstel voor de Topsector Chemie aan het Topteam Chemie na zich hierover te hebben laten adviseren door de Strategy Board; o Voorstel doen over de inzet van de TKI-toeslag en inzet overige middelen; o Generieke chemietaken: valorisatie en innovatie door MKB; o Stelt de Programmaraden per hoofdlijn aan; o Het regelmatig rapporteren aan het Topteam Chemie en aan financiers aangaande de activiteiten in het TKI; o Cross-sectorale borging (met name ten aanzien van BBE en resource efficiency); o Het afleggen van financiële verantwoording aan verstrekkers van middelen; o Het monitoren van de voortgang van de onder hem ressorterende samenwerkingsprogramma s, mede in relatie tot de besteding van de TKI-toeslag; o Het vaststellen van het innovatiecontract in afstemming met het Topteam Chemie; o Erop toezien dat de Centres of Innovation (CoI s) onafhankelijke o kennispartners (kunnen) uitzoeken; Het TKI-bestuur legt verantwoording af en rapporteert aan het Topteam Chemie. - Een breed samengestelde Strategy Board waarin experts uit industrie, wetenschap (gevormd door de voorzitters en de vicevoorzitters van de programmaraden) en vertegenwoordigers uit Topsectoren Energie, LSH, HTSM en Agri&Food zitting hebben. De Strategy Board bewaakt de 32 EZ: Ministerie van Economische Zaken, NWO: Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek, TO2: federatie van TNO, DLO, het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium (NLR), ECN, Deltares en Marin. 26

27 afstemming tussen de hoofdlijnen en kan waar nodig opkomende initiatieven uit de hoofdlijnen clusteren. Op basis van de input van de Programmaraden is de Strategy Board verantwoordelijk voor het updaten van het innovatiecontract. De experts uit wetenschap en industrie die zitting hebben in de Strategy Board bestaan uit de voorzitters en vicevoorzitters van de Programmaraden. Zij beoordelen het totaalplan van het TKI Chemie en adviseren het Topteam Chemie (en het NWOgebiedsbestuur Chemische Wetenschappen voor zover het NWO-middelen betreffen) over de kwaliteit van de onderzoeksvoorstellen en de inzet van de TKI-toeslag. o Leden van de Strategy Board worden benoemd, ontslagen en geschorst door het TKI-Bestuur, na afstemming daarover met het Topteam Chemie. Het Bestuur draagt zorg voor een evenwichtige samenstelling van de Strategy Board, met vertegenwoordiging van bedrijfsleven o (inclusief het MKB) en kennisinstellingen. De leden van de Strategy Board geven advies en maken evaluaties van de hoofdlijnen voor het Topteam Chemie. De Strategy Board adviseert ook of BBE en Energie voldoende zijn opgenomen in de hoofdlijnen. o Het Bestuur legt de vereisten voor het lidmaatschap, taken, verantwoordelijkheden en bevoegdheden van de Strategy Board vast in een reglement. - Iedere hoofdlijn heeft haar eigen Programmaraad (PR) met een voorzitter en een vicevoorzitter waarin experts uit wetenschap (waaronder een expert op het gebied van socio-economische impact), bedrijfsleven en van TO2 op het terrein van de desbetreffende hoofdlijn zitting hebben. o De PR is verantwoordelijk voor een kwalitatieve toets van de voorstellen die worden ingediend bij de hoofdlijn. Dit gebeurt op basis van de juiste balans tussen wetenschappelijke kwaliteit enerzijds en innovatiekracht anderzijds, en dit afhankelijk van de relatieve positie van het onderzoek tot de markt. De PR zorgt verder voor voldoende breedte in de aard en type van het publiek-private onderzoek. o De voorzitter van de PR komt uit het bedrijfsleven, de vicevoorzitter is afkomstig van een kennisinstelling. De voorzitter en vicevoorzitter van de PRs hebben tevens zitting in de Strategy Board en vertegenwoordigen aldaar wetenschap en industrie. o De PRs rapporteren aan de overkoepelende Strategy Board. Elke PR komt minimaal twee keer per jaar bij elkaar. o - Een TKI-bureau verantwoordelijk voor de ondersteuning van het TKIbestuur, de TKI-directeur, de Strategy Board en de Programmaraden. De onafhankelijke programmamanagers bij het TKI-bureau zijn bekend met het subsidieproces bij NWO en zijn verantwoordelijk voor het managen van het projectportfolio binnen een hoofdlijn en voor het projectbeheer. Het TKI-bureau verzorgt een instrumentarium van een vier/vijftal PPSvormen waaruit de hoofdlijnen naar eigen inzicht op kunnen intekenen met programmavoorstellen voorzien van de voor het instrument vereiste private steun. Het TKI-bureau bestaat uit een TKI-directeur en ondersteunend personeel (voornoemde programmamanagers). Taken en verantwoordelijkheden TKI-directeur: 27

28 o o o o o o o Aanleveren van één R&D-voorstel voor Chemie richting het TKIbestuur. Geeft leiding aan de programmamanagers. Doet voorstel voor de besteding van de TKI-toeslag en voor de inzet van overige middelen aan het TKI-bestuur. Cross-sectorale borging (met name richting BBE). Erop toezien dat de Centres of Innovation (CoI s); onafhankelijke kennispartners (kunnen) uitzoeken. Regionale en EU-betrokkenheid bij programma s/pps-constructies. Het actief communiceren over het TKI Chemie zodat bedrijfsleven en wetenschap vertrouwd raken met het nieuwe TKI. o Consortiumvorming stimuleren onder bedrijfsleven en kennisinstellingen voor pijplijnprogramma s/projecten voor het TKI Chemie. o Het organiseren van events en workshops om consortiumvorming en kruisbestuiving tussen expertises en tussen kennisinstellingen en bedrijfsleven te bevorderen. De programmamanagers: o Ondersteunen de Programmaraden en TKI-bestuur in de programmering binnen de hoofdlijnen (onafhankelijke programmering) en geven inzicht in de benodigde middelen. o Roepen minstens twee keer per jaar de Programmaraad bij elkaar. De Programmaraad waarborgt in dit model de kwaliteit van de voorstellen door toetsing op wetenschappelijke criteria en innovatiekracht. De Programmamanager zorgt voor draagvlak in het veld en de CoI s en heeft daarvoor meerdere contactmomenten met de projecten en programma s, kennisinstellingen, NWO, andere financiers en het bedrijfsleven. o Bewaken dat er een juiste afspiegeling is van het veld en bewaken de verbinding en afstemming met andere hoofdlijnen in de ondersteuning van de Strategy Board. o Bereiden adviezen voor van de Programmaraad aan het TKI-bestuur over de inzet van TKI-toeslag, TO2-capaciteit en NWO-middelen op basis van ingediende voorstellen voor onderzoek en PPSen. o Ondersteunen de TKI-directeur. o De programmamanagers waarborgen zorgvuldigheid, transparantie, en kwaliteit van het proces en treden op als secretaris van de Programmaraden, Strategy Board en TKI-Bestuur. Inrichting Centres of Innovation (CoI) Hier vindt de feitelijke consortiumvorming plaats (maar hoeft niet uitsluitend in CoI s). Het CoI doet voorstellen voor PPS-programma s binnen de relevante hoofdlijnen. CoI s halen financiering uit verschillende bronnen (TO2, NWO, regio, EU en privaat). Indien CoI s bijvoorbeeld onderdeel zijn van een kennisinstelling is financiering uit de EU direct mogelijk (anders dan bij TTI s). Het ministerie van EZ zet daarbij alleen transitiemiddelen in voor de jaren met zicht op duurzame inbedding in het R&D-systeem en structurele financiering via de regio, bedrijfsleven en kennisinstellingen en via de TKI-toeslagregeling. Figuur 7 visualiseert de governance die het Topteam Chemie voor ogen heeft. 28

29 Figuur 7: Model voor governance TKI Chemie (- - -= voorzitter en vicevoorzitter Programmaraad hebben zitting in de Strategy Board; GB-CW = Gebiedsbestuur Chemische Wetenschappen). 4.2 Inzet NWO en TO2 Met dit besturingsmodel wil het Topteam Chemie de inzet van NWO- en TO2- middelen voor publiek-private samenwerking, naast de inleg vanuit de EU en de regio s, zo effectief mogelijk benutten. De spelregels 33 zijn hiervoor uitgangspunt. Dit geldt ook voor afspraken over Intellectueel Eigendom. Voor zover de door het Topteam Chemie geaccordeerde voorstellen uit NWOmiddelen worden gefinancierd, dienen de voorstellen ook de goedkeuring te krijgen van het NWO-gebiedsbestuur Chemische Wetenschappen. Voor TO2 wordt de goedkeuring van het Topteam direct verwerkt in de EZ-committering van de middelen vóór aanvang van het nieuwe jaar. Ook zal het Topteam aandacht vragen voor vrijval en heroriëntering van de inzet van middelen bij TO2, conform de afspraken in het traject spelregels en de beleidsvisie toegepast onderzoek. 33 Spelregels voor Privaat-Publieke samenwerking bij programmering en uitvoering van fundamenteel en toegepast onderzoek; 21 juni