Een nationale onderzoeksagenda duurzame energie Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie
Een nationale onderzoeksagenda duurzame energie Den Haag, 31 januari 2008
Inhoudsopgave Samenvatting... 5 Probleemstelling... 5 Aanpak... 6 Aanbevelingen... 6 Organisatie... 7 Inleiding... 8 Noodzaak duurzame energie... 9 De Nederlandse onderzoeksinfrastructuur...11 Uitdagingen... 11 Funderend onderzoek... 11 Focus en massa... 13 Aanpak van de Commissie... 15 Naar een nationale onderzoeksagenda duurzame energie...17 Inventarisatie van de thema s... 17 Programmakolommen (Energieopties)...19 Zonne-energie... 19 Windenergie... 21 Biomassa... 21 Energie uit water... 22 Geothermie... 23 Schoon fossiel... 24 Kernenergie... 24 Waterstof... 25 Programmalijnen...26 Energiebesparing... 26 Transitieproces en besparing / maatschappelijke transitieprocessen... 27 Integratie van disciplines, sectoren, functies... 27 Nieuwe materialen... 28 Energietransport... 29 Energieopslag... 29 Disciplinair onderzoek `wilde ideeën en Enervidi... 30 Organisatie- en bestuursstructuur...31 NWO en ADEM... 31 Regieorgaan... 32 Organisatie... 33 Regieorgaan en NWO... 35 Financiering... 35 Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 3/52
Bijlage 1 Verantwoording...37 Bijlage 2 Instellingsbesluit Commissie Onderzoek Duurzame Energie...38 Bijlage 3 Lopende onderzoeksprogramma s...44 Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 4/52
Samenvatting Energie is van levensbelang voor de maatschappij en energieonderzoek is noodzakelijk voor het zekerstellen van de energievoorziening op langere termijn. De Commissie Onderzoek Duurzame Energie bouwt dit advies op de gedachte dat fossiele brandstoffen op lange termijn geen onderdeel meer (mogen) zijn van het energieaanbod. Op termijn afscheid nemen van fossiele brandstoffen verlegt de aandacht van het fundamentele onderzoek naar zon, wind, water en biomassa als onuitputtelijke (potentiële) bronnen van energie. Voor Nederland geldt dat niet alles kan worden onderzocht. Er zal gekozen moeten worden tussen verschillende onderzoeksthema s en programma s uitgaande van nationale sterktes. De Commissie is van mening dat de communicatie tussen industriële partijen, maatschappelijke groepen, politiek en kennisinstellingen tot nu toe onvoldoende helder is gestructureerd en spreekt de wens uit dat diverse Nederlandse initiatieven op het terrein van duurzame energie verbonden en op hoofdlijnen gecombineerd zullen gaan worden. Dit geheel zal uiteindelijk leiden tot een werkelijk duurzame samenleving, die onafhankelijk is van fossiele brandstoffen. Voorwaarde is dat het proces periodiek herijkt wordt. Dit advies beoogt bij te dragen aan een dergelijke duurzame ontwikkeling. Probleemstelling In het regeerakkoord vormt duurzame energie één van de speerpunten van beleid. Deze ambitie voor 2020 (en vooral daarna) zal voor een groot deel afhankelijk zijn van de resultaten van fundamenteel onderzoek naar duurzame energieopties. Diverse partijen binnen het onderzoekslandschap dringen aan op het maken van keuzes in het energieonderzoek; niet alle opties dragen even sterk bij aan een duurzame energievoorziening en niet alle opties sluiten aan bij de Nederlandse sterktes in het onderzoeksveld. Organisaties signaleren daarnaast een gebrek aan regie en coördinatie in het energieonderzoek. Er zijn diverse initiatieven, maar een overkoepelende aanpak geïnspireerd door de ontwikkelde nationale transitiepaden ontbreekt vooralsnog in het fundamentele onderzoek. Een aantal partijen heeft haar visie neergelegd in een (investerings)voorstel. Deze voorstellen zijn eensgezind in hun verzoek om extra financiële middelen, maar de accenten en aangrijpingspunten verschillen. De Commissie heeft zich, op verzoek van de Ministeries van OCW en EZ, gericht op drie van deze voorstellen: het rapport van de Verkenningscommissie energieconversieonderzoek van de Koninklijke Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 5/52
Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW), het rapport `Advanced Dutch Energy Materials (ADEM) opgesteld door de drie TU federatie en het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN)) en het rapport Nederlandse sterktes in het funderend energieonderzoek een voorstel voor een onderzoeksagenda, opgesteld door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Aanpak De Commissie heeft deze drie voorstellen (KNAW, ADEM, NWO) in een eerste analyse ondergebracht in een gemeenschappelijk kader. Er is een onderscheid gemaakt tussen energieopties (programmakolommen) en ondersteunende of flankerende maatregelen (programmalijnen). De Commissie heeft vervolgens een nadere prioritering aangebracht in de beschreven kolommen en lijnen. In een laatste ronde heeft de Commissie budgetten aan de verschillende prioriteiten toegekend. Daarbij is uitgegaan van een totaal beschikbaar bedrag van 250 mln. voor een periode van vijf jaar. Deze exercitie heeft geresulteerd in een inhoudelijke onderzoeksagenda voor de middellange en lange termijn. Aanbevelingen De Commissie heeft een aantal thema s geselecteerd waarover zij van oordeel is dat zij plaats moeten krijgen in het fundamentele onderzoek naar een toekomstige duurzame energievoorziening. Ook heeft de Commissie een inschatting gemaakt van het te reserveren bedrag voor dergelijk onderzoek. Onderstaand schema geeft een overzicht van de belangrijkste conclusies. Thema s Kolom/lijn KNAW/NWO/ADEM Lopend onderzoek Extra middelen Zonne-energie kolom KNAW/NWO/ ADEM Ja 50 mln. Windenergie kolom KNAW/ADEM Ja 10 mln. materialen Biomassa kolom KNAW/NWO/ ADEM Bioraffinage kolom KNAW/NWO/ ADEM Ja Geen gestructureerd programma 28 mln. 10 mln. Waterstof kolom KNAW/NWO/ ADEM Ja 0 Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 6/52
Energiebesparing lijn KNAW/NWO Ja 50 mln. in overleg met regiegroep chemie Maatschappelijke lijn KNAW/NWO Ja 4 mln. transitieprocessen Integratie van lijn KNAW/ADEM Nee 20 mln. disciplines, sectoren en functies Nieuwe materialen lijn KNAW/NWO/ ADEM Ja 58 mln. (waarvan 10 mln. voor windenergie) Wilde ideeën kolom/lijn KNAW/NWO N.v.t. 20 mln. Het programma is opgezet voor een periode van 4 jaar onderzoek, maar zal effectief over een periode van 5 jaar worden uitgevoerd. De totalen beslaan dus een periode van 5 jaar. Organisatie De Commissie pleit voor de oprichting van een regieorgaan. De Commissie kiest hiermee voor een eenvoudige en slagvaardige opzet voor sturing en financiering van het aanvullende energieonderzoek in Nederland. De Commissie wil daarbij zo veel mogelijk aansluiten bij de bestaande infrastructuur en initiatieven. Het regieorgaan coördineert en toetst de voortgang van de geselecteerde onderzoeksprogramma s. Bij het toezicht op de inhoudelijke kwaliteit van de programmavoorstellen wordt zoveel mogelijk aansluiting gezocht bij NWO. Voordeel van deze aanpak is dat de bestaande procedures en structuren niet verstoord worden. Het regieorgaan bestaat uit een directeur, een Raad van Toezicht en een Wetenschappelijke Adviesraad. Het Algemeen Bestuur van NWO draagt zorg voor de autonomie van het regieorgaan, de toegang tot de infrastructuur van NWO, de afstemming met andere initiatieven binnen NWO op het terrein van duurzame energievoorziening en de overdracht van inhoudelijke en financiële bevoegdheden aan het regieorgaan. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 7/52
Inleiding Voor u ligt het advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie. Hierin doen we de Ministers van OCW en EZ aanbevelingen voor het opzetten van een nationaal programma duurzame energie. Dit gaat uit van de sterktes in het Nederlandse fundamentele onderzoek en koppelt deze aan de sterktes in het technologisch en materialenonderzoek. Om een beeld van wijlen Prof. K. Posthumus (TU Eindhoven) te parafraseren: de programmalijnen en de -kolommen die we hebben gekozen vormen de schering en de inslag van een robuust en samenhangend onderzoeksweefsel duurzame energie. Het uitgangspunt voor ons advies was de KNAW Verkenning Duurzaamheid duurt het langst dat in de zomer van 2007 is verschenen. Deze diende als richtsnoer om de voorstellen van NWO op één noemer te brengen met die van ECN en de drie technische universiteiten (het ADEM-voorstel). Het resultaat is een volwaardig en compleet onderzoeksprogramma dat wordt aangestuurd door een regieorgaan. Dit regieorgaan is ondergebracht bij NWO, waarbij het ADEM-voorstel een geheel eigen plek heeft gekregen. De omvang van het bijbehorende budget van 250 miljoen euro voor vijf jaar doet naar onze mening recht aan de ambities die ons land zou moeten koesteren op dit gebied. Het stelt ons land in staat om op de lange termijn een duurzame samenleving op te bouwen, onafhankelijk van fossiele brandstoffen. Het budget rechtvaardigt ook een apart regieorgaan, een organisatievorm waarmee met succes ervaring is opgedaan in het genomicsprogramma. De samenstelling van onze Commissie vormt een goede afspiegeling van de verschillende facetten die met dit onderzoek gemoeid zijn: het fundamentele onderzoek, het toegepaste onderzoek, de technologie, de industrie en de maatschappij. Bovendien was de inbreng van bestuurlijke ervaring geborgd. We hebben met veel plezier aan dit advies gewerkt en vertrouwen erop dat het recht doet aan alle aspecten. Prof. dr. Hans de Wit, voorzitter van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 8/52
Noodzaak duurzame energie Energie is van levensbelang voor de maatschappij en energieonderzoek is noodzakelijk voor het zekerstellen van de energievoorziening op langere termijn. Voor de energievoorziening op korte en middellange termijn zijn fossiele brandstoffen essentieel terwijl, ze een aanzienlijke belasting van het milieu vormen, onder andere door de uitstoot van broeikasgassen zoals CO 2. Door de snelle wereldwijde groei van het energiegebruik zal de voorraad makkelijk winbare fossiele brandstoffen, vooral olie en gas, snel uitgeput raken. Het zal steeds moeilijker en kostbaarder worden om deze energiedragers te winnen, waardoor de milieubelasting zal toenemen (meer kolen) en complexe geopolitieke situaties zullen ontstaan. De Commissie bouwt dit advies op de gedachte dat fossiele brandstoffen op lange termijn geen onderdeel meer (mogen) zijn van het energieaanbod. Deze transitieperiode zal minimaal vijftig à honderd jaar beslaan en gekenmerkt worden door een bredere verandering van onze samenleving gericht op duurzaamheid. In het begin van deze transitieperiode is een snelle vermindering van de milieubelasting vooral mogelijk door besparing en efficiencyverhoging. De Commissie Onderzoek Duurzame Energie wil daarom een belangrijke rol toekennen aan besparing. Besparingsscenario s richten zich op gedragsverandering en efficiencyverhoging van de energieconversie. Op termijn afscheid nemen van fossiele brandstoffen verlegt de aandacht van het fundamentele onderzoek naar zon, wind, water en biomassa als onuitputtelijke (potentiële) bron van energie. De overgang van een op voorraadbronnen (bronnen waarvan het aanbod afneemt met het gebruik) gebaseerde huishouding naar één die overwegend of zelfs geheel is gebaseerd op stromingsbronnen vergt in eerste instantie een grote fundamentele onderzoeksinspanning. Onderzoeksvragen bij deze vormen van energie richten zich op bestaande en nieuwe vormen van energieconversie en opslag. Voor de transitie naar een duurzame energiehuishouding bestaat geen uniek plan. Wel is duidelijk dat het onderzoek onderdeel moet zijn van een integrale systeembenadering; de gehele keten van primaire energiebron tot eindgebruiker is voor een duurzame energievoorziening van belang. Een duurzame energiehuishouding staat in tal van landen hoog op de agenda. Er wordt gelijktijdig aan diverse opties gewerkt. Voor Nederland geldt dat niet alles kan worden onderzocht. Er zal gekozen moeten worden tussen Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 9/52
verschillende onderzoeksthema s en programma s uitgaande van nationale sterktes. Er zijn veel maatschappelijke en politieke discussies over de energievoorziening en er zijn verschillende partijen actief op het terrein van beleid en onderzoek. Daarnaast spelen ook diverse bedrijven en maatschappelijke organisaties een rol in het debat. De communicatie tussen industriële partijen, maatschappelijke groepen, politiek en kennisinstellingen is tot nu toe onvoldoende helder gestructureerd. De Verkenningscommissie van de KNAW beveelt daarom aan technologisch georiënteerde programma s van een inherente en consistente maatschappijwetenschappelijke component te voorzien. Vanuit deze gedachte zouden de diverse Nederlandse initiatieven op het terrein van duurzame energie verbonden en op hoofdlijnen gecombineerd moeten worden. De Commissie Onderzoek Duurzame Energie sluit zich bij deze gedachte aan en spreekt de verwachting uit dat dit advies een dergelijke aanpak mogelijk zal maken. Hoogwaardig wetenschappelijk onderzoek met relevantie voor een transitie naar een duurzame energievoorziening moet met hoge prioriteit worden uitgevoerd door alle kennisinstellingen die zich met wetenschappelijk energieonderzoek bezighouden. De uiteindelijke invulling van de transitiepaden die leiden tot een duurzame energievoorziening kan alleen plaatsvinden in een goed samenspel tussen overheid, industrie en kennisinstellingen, waarbij het van grote betekenis is dat een door het merendeel van de partijen gedeeld beeld van het uiteindelijke doel bestaat. Ook hieraan hoopt de Commissie met dit advies bij te dragen. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 10/52
De Nederlandse onderzoeksinfrastructuur Uitdagingen De noodzaak om te komen tot een duurzame energievoorziening is hiervoor geschetst. In het regeerakkoord vormt duurzame energie één van de speerpunten van beleid. Het project `Schoner en zuiniger als onderdeel van pijler 3 Een duurzame leefomgeving geeft de ambities van de regering op dit punt weer: Wij willen dat Nederland de komende kabinetsperiode grote stappen neemt in de transitie naar één van de duurzaamste en efficiëntste energievoorzieningen in Europa in 2020. Deze ambitie voor 2020 (en vooral daarna) zal voor een groot deel afhankelijk zijn van de resultaten van fundamenteel onderzoek naar duurzame energieopties. Die samenhang tussen fundamenteel onderzoek en een toekomstige duurzame energievoorziening wordt ook door de regering onderstreept. Funderend onderzoek Een aantal partijen in Nederland houdt zich bezig met publiek onderzoek naar energie. Een belangrijk instituut is het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN). De onderzoeksprogrammering van ECN wordt voor een groot deel bepaald door de ambities van de Rijksoverheid. ECN heeft haar onderzoeksambitie recent vertaald in de notitie `De belofte van een duurzame Europese energiehuishouding; Energievisie van ECN en NRG (augustus 2007). ECN legt in zijn onderzoeksprogrammering steeds duidelijker een goede relatie tussen fundamenteel en applicatiegericht onderzoek. Dit sluit uitstekend aan bij de mening van de KNAW, die de Commissie deelt. De Verkenningscommissie van de KNAW kiest voor zowel fundamenteel als toegepast onderzoek, enerzijds omdat de grenzen tussen beide niet helder zijn, anderzijds omdat zij vaststelt dat integratie van disciplines en sectoren door middel van een systeemaanpak noodzakelijk is. Voor versnelling van innovatieprocessen in de energietechnologie zijn niet alleen radicale nieuwe technieken vereist, maar is ook het slimmer toepassen van bestaande technologie van belang. Een geïntegreerde aanpak is noodzakelijk en kan op verschillende manieren gestalte krijgen. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 11/52
Ook NWO houdt zich bezig met (coördinatie van) wetenschappelijk onderzoek naar duurzame energie. NWO heeft haar ambities op dit terrein neergelegd in een thematisch programma voor de periode 2007-2010: Nieuwe methoden voor productie, opslag, transport en gebruik van energie. Tevens wil NWO een breed (dus meer dan energie alleen met onder andere ook aandacht voor water en biodiversiteit) programma ontwikkelen voor duurzaamheid: Duurzame Aarde, dat meer klimaat gemotiveerd is. Het natuurkundig onderzoek gerelateerd aan kernfusie-energie als energiebron vindt plaats bij het FOM-Instituut voor Plasmafysica Rijnhuizen. Dit instituut is een onderzoeksinstituut van NWO. Het overige aan kernenergie gerelateerde onderzoek vindt plaats bij NRG (ECN) en de TUDelft. Coördinatie en selectie van op duurzame energie gericht onderzoek voor de middellange termijn wordt ook door SenterNovem gedaan in het lange termijn EOS (Energie Onderzoek Strategie) programma, dat in augustus 2007 met een herziene strategie kwam, aansluitend bij het energietransitieplan. Naast deze onderzoeksprogramma s vindt ook veel op andere manieren gefinancierd onderzoek plaats bij verschillende universiteiten zoals de TUDelft, de Universiteit Twente (UT), de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), Wageningen UR, de Universiteit Utrecht (UU) en instituten als TNO en ECOFYS. Een uitgebreid overzicht van onderzoeksprogramma s met als thema energie is opgenomen in bijlage 3. Ook de KNAW maakt deel uit van het onderzoekslandschap. In opdracht van de KNAW heeft een Verkenningscommissie gewerkt aan een advies waarin keuzes worden gemaakt in het toekomstig natuurwetenschappelijk energieonderzoek ( Duurzaamheid duurt het langst, Onderzoeksuitdagingen voor een duurzame energievoorziening, 2007). In dit rapport komt de KNAW tot de conclusie dat Nederland internationaal weliswaar een vooraanstaande rol op het terrein van energieonderzoek speelt, maar deze rol nog aanzienlijk kan versterken door het maken van gerichte keuzes voor toekomstig onderzoek. Hierbij brak zij enerzijds een lans voor sterke focussering van het energie onderzoek in vaak multidisciplinaire onderzoekprogramma s, waarbij de deelname op bewezen kwaliteit is gebaseerd, maar deed zij tevens een beroep op de financiers van het onderzoek om voldoende ruimte te blijven bieden voor risicovol disciplinair onderzoek van wilde ideeën gericht op duurzame energieopties. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 12/52
Naast publiek gefinancierd onderzoek is er ook privaat onderzoek naar duurzame energie in Nederland, onder andere bij Shell, de Gasunie, Solaron en Econcern. Focus en massa Diverse partijen binnen het onderzoekslandschap dringen aan op het maken van keuzes in het energieonderzoek; niet alle opties dragen even sterk bij aan een duurzame energievoorziening en niet alle opties sluiten aan bij de Nederlandse sterktes in het onderzoeksveld. Organisaties signaleren daarnaast een gebrek aan regie en coördinatie in het energieonderzoek. Er zijn diverse initiatieven, maar een overkoepelende aanpak geïnspireerd door de ontwikkelde nationale transitiepaden ontbreekt vooralsnog in het fundamentele onderzoek. Een aantal partijen heeft haar visie neergelegd in een (investerings)voorstel. Deze voorstellen zijn eensgezind in hun verzoek om extra financiële middelen, maar de accenten en aangrijpingspunten verschillen. De Commissie heeft zich, op verzoek van de Ministeries van OCW en EZ, gericht op drie voorstellen: KNAW, NWO en ADEM, maar gespiegeld tegen het volledige beeld van het energieonderzoek in Nederland, en dat, zoals ook door de KNAW werd gedaan, geplaatst in een internationaal kwaliteitskader. Hieronder volgt een korte beschrijving van de drie voorstellen. KNAW Voor de Nederlandse onderzoeksinspanningen dienen prioriteiten gesteld te worden in samenhang met het onderzoeksveld in de rest van de wereld. De aandacht moet vooral uitgaan naar energiebronnen die substantieel kunnen bijdragen aan de verduurzaming van de mondiale energievoorziening. Een andere voorwaarde is dat deze opties kansen bieden voor de Nederlandse onderzoekswereld, waarbij de aandacht uitgaat naar zowel fundamenteel als toegepast onderzoek. De KNAW breekt hier een lans voor het oprichten van multidisciplinaire onderzoeksteams, zoveel mogelijk gericht op systeembenaderingen. NWO Nederland moet niet zelf op alle opties inzetten, want dat leidt slechts tot versnippering van inspanningen. Het is belangrijk alleen op die terreinen extra inzet te plegen waar Nederland internationaal een leidende positie heeft of het potentieel bezit om deze te verkrijgen. Alleen op dergelijke terreinen biedt een nationaal onderzoeksprogramma de kans op een Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 13/52
prominente internationale positie en meerwaarde die zich kan uiten in baanbrekende innovaties. ADEM ADEM beoogt een versterking en versnelling te geven aan het energieonderzoek in Nederland door een investering in zowel apparatuur als in opleiding van personeel. De investering moet uitmonden in een `laboratorium zonder muren, waarbij de focus zal komen te liggen op versterking van de lopende programma s bij ECN (EOS en Transities) en de 3 TU s (3TU Centre for Sustainable Energy Technology, SUNNET). Onderliggende doelen zijn een versnelling van de marktintroductie van energietechnologieën en een intensievere samenwerking tussen de betrokken partners (ECN, 3 TU s) waardoor de bestaande en nieuwe onderzoeksfaciliteiten beter worden benut. Aparte aandacht wordt besteed aan marktintroductie van innovatieve concepten via een goede koppeling met het M2i programma (de drie TU s zijn allen partner in M2i). Het Netherlands Institute for Metals Research (NIMR) heeft binnen het M2i programma een expliciet valorisatie programma ten behoeve van het MKB, waar ADEM bij zal aansluiten. Bij duurzaam energieonderzoek liggen applicatie en fundamenteel onderzoek inhoudelijk dichter bij elkaar dan gebruikelijk in de wetenschap. Dat wil niet zeggen dat de ontwikkelingslijn in de tijd zal verschillen van normale innovatieve transities. Ook hier is de middellange termijn al 20 tot 30 jaar. Een reden temeer om op volle snelheid aan de slag te gaan, maar ook programma s voor de korte termijn, dus demo s en applicaties van bestaande technologieën in een nieuwe duurzame energieomgeving te bespoedigen via andere gerichte programma s, naast de hier geformuleerde fundamentele lijn. Figuur 1 op de volgende pagina zet de cyclische samenhang voor het materialen onderzoek nog eens overzichtelijk neer. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 14/52
Figuur 1 Duurzame energie: onderzoek en applicatie Aanpak van de Commissie De Commissie neemt het rapport van de KNAW als uitgangspunt van haar advies. Dit rapport bevat een uitputtende beschrijving en selectie van energieopties en noodzakelijke flankerende maatregelen (multidisciplinaire teams, sociaal-wetenschappelijk onderzoek, systeemaanpak, energiebesparing). Dit rapport is van zeer recente datum en wordt breed gedragen door de wetenschappelijke wereld. De status van dit rapport wordt onderschreven door de Ministeries van OCW en EZ. In de opdracht aan de Commissie hebben beide ministeries dan ook verzocht het KNAWrapport als uitgangspunt van het onderzoek te nemen. De Commissie heeft de drie initiatieven (KNAW, ADEM, NWO) in een eerste analyse ondergebracht in een gemeenschappelijk kader. Er is een onderscheid gemaakt tussen energieopties (programmakolommen) en ondersteunende of flankerend maatregelen (programmalijnen). De Commissie heeft vervolgens een nadere prioritering aangebracht in de beschreven kolommen en lijnen. De aanbevelingen van de Verkenningscommissie van de KNAW zijn daarbij, vooral ook vanwege het Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 15/52
brede draagvlak voor deze aanbevelingen in de wetenschappelijke wereld, als uitgangspunt genomen. Hier en daar heeft de Commissie de vrijheid genomen eigen accenten te zetten. In een laatste ronde heeft de Commissie budgetten aan de verschillende prioriteiten toegekend. Daarbij is uitgegaan van een totaal beschikbaar bedrag van 250 mln. voor een periode van vijf jaar. Deze exercitie is uitgemond in een inhoudelijke onderzoeksagenda voor de middellange en lange termijn. Het volgende hoofdstuk bevat de weerslag van deze exercitie. De Commissie doet ook aanbevelingen voor de organisatie en de coördinatie van de nationale meer fundamentele onderzoeksagenda op het terrein van duurzame energie. Deze aanpak staat beschreven in het laatste hoofdstuk van dit advies (`Organisatie en bestuursstructuur ). Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 16/52
Naar een nationale onderzoeksagenda duurzame energie Inventarisatie van de thema s De verkenning van de KNAW bevat een uitputtende beschrijving van duurzame energieopties. Tegelijkertijd vraagt het rapport aandacht voor een benadering van het energievraagstuk waarin integratie, besparing en systeemdenken centraal staan. De KNAW breekt ook een lans voor de oprichting van multidisciplinaire onderzoeksteams. Ook het NWO voorstel bevat een duidelijke scheiding tussen energieopties (windenergie, biomassa etc.) en ondersteunende aanpakken die bijdragen aan het vinden van oplossingen voor een duurzame energietransitie. Het voorstel van de drie TU s en ECN (ADEM) richt zich op materialenonderzoek als voorwaarde voor onderzoek naar duurzame elektriciteit, duurzame warmte en duurzame brandstoffen, grondstoffen en productieprocessen. Figuur 2 Energieopties en programmalijnen De thema s uit de drie verschillende rapporten zijn door de Commissie Onderzoek Duurzame Energie (CODE)aan de hand van programmakolommen (energieopties) en programmalijnen (voorwaardenscheppende technieken, Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 17/52
processen en investeringen) gerubriceerd. Dit is weergegeven in figuur 2 op de vorige pagina. Deze aanpak helpt bij het in kaart brengen van de witte vlekken en de gemeenschappelijke thema s bij zowel ADEM als NWO. Hieronder treft u van ieder thema een korte beschrijving aan 1. Iedere beschrijving bevat een gemotiveerd oordeel van de Commissie en een eventueel toe te kennen onderzoeksbudget. 1 Een uitgebreide beschrijving treft u aan in de drie rapporten. Het KNAW rapport geeft de breedste maar ook de meest gedetailleerde beschrijving van geselecteerde kolommen en lijnen en blijft daarmee een noodzakelijke achtergrond voor de gekozen formuleringen in het advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 18/52
Programmakolommen (Energieopties) Zonne-energie Het mondiale potentieel van zonne-energie overstijgt ruimschoots het totale toekomstige energiegebruik. De bijdrage van zonne-energie aan de totale behoefte is op dit moment echter gering. Het aandeel van zonneenergie in de toekomstige, dan sterk gestegen 2 elektriciteitsvraag in Nederland kan op lange termijn uitkomen op meer dan 25%. Het aandeel zonnewarmte in de totale warmtevraag in de gebouwde omgeving in ons land kan oplopen tot 70% in 2050 3. Binnen zonne-energie is de volgende onderverdeling te maken. PV, zonnecellen De PV (PhotoVoltaïsche) technologie maakt gebruik van veel verschillende soorten materialen, ontwerpen en conversieprincipes om zonlicht om te zetten in elektriciteit. Er zijn daardoor veel verschillende mogelijkheden voor verbeteringen van de technische en economische prestaties. De Commissie ziet mogelijkheden om silicium zonnecellen verder te verbeteren met behulp van nieuwe conversieprincipes, celconcepten en materiaalbehandelingsmethoden. Ook het ontwikkelen van organische en polymere zonnecellen acht de Commissie kansrijk. Het inpassen van zonnecellen in bestaande structuren (smart integration), de afstemming tussen vraag en aanbod, de opslag van energie en de kosten vormen mogelijke barrières voor de verdere verhoging van het aandeel zonnecellen in de energiemix. Warmte uit zonlicht (lage en hoge temperatuur) Lage temperatuur thermische zonne-energie biedt vooral perspectief voor de gebouwde omgeving in de vorm van zonneboilers en ruimteverwarming. Hoge temperatuur thermische zonne-energie (Concentrated Solar Power) 2 Door de relatief grote petrochemische industrie en de beschikbaarheid van een grote hoeveelheid aardgas is het gebruik van elektrische energie in Nederland (ongeveer 30%) nu relatief laag in internationaal perspectief. Naar verwachting zal dit op termijn groeien tot 40%. 3 Bron: Roadmap Zonnestroom van Holland Solar. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 19/52
kan worden benut voor het opwekken van elektriciteit in combinatie met warmteopslag. Wil zonthermische omzetting in de toekomst het basissysteem voor verwarming, koeling en productie van warm tapwater in de gebouwde omgeving worden, dan is zowel systeeminpassing als fundamentele verbetering van de basiscomponenten en omzettingsprincipes nodig. Bij hoge temperatuuromzetting (CSP) liggen de uitdagingen ook op materiaalkundig vlak. Toepassing van deze technologie zal vooral in landen rond de Middellandse zee een behoorlijke impact kunnen hebben. Biosolar, fotosynthese en chemische energie Binnen deze energieoptie valt de productie van duurzame brandstoffen onder invloed van zonlicht met behulp van natuurlijke systemen, anders dan die welke gebruik maken van ontsluiting van ligno-cellulose. De Commissie is van mening dat de rendementen van, of productiesnelheden op basis van natuurlijke systemen, ondersteuning van deze energieoptie in de weg staan. De productie van tweede generatie biobrandstoffen onder andere met behulp van industriële biotechnologie (NWO) acht de Commissie wel kansrijk. De Commissie komt hierop terug bij het onderwerp biomassa. De Commissie heeft weinig vertrouwen in de (toekomstige) bijdrage van fotosynthetische zonnecellen aan een duurzame energievoorziening. Aanvullende investeringen in onderzoek naar kunstmatige bionanostructuren of aangepaste biosystemen voor de productie van fotosynthetische zonnecellen acht de Commissie niet zinvol. Het opzetten van processen en systemen voor de conversie van fotonenergie naar chemische energie verkeert nog in een vroeg stadium van ontwikkeling. Er zijn verwachtingen dat met behulp van micro-organismen (andere dan algen) onder invloed van zonlicht biobrandstoffen kunnen worden geproduceerd. Aan de haalbaarheid kan echter worden getwijfeld. De Commissie acht programmatische ondersteuning van deze optie daarom niet zinvol 4. 4 De KNAW lijkt over de biosolar opties minder pessimistisch, maar noemt het wel typisch lange termijn opties, door het nog ontbreken van werkende voorbeelden van systemen en concepten, die mogelijk geschikt zijn voor grootschalige toepassing. De Commissie heeft deze visie expliciet meegenomen in haar besluit om niet tot programmatische ondersteuning van dit onderzoek over te gaan. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 20/52
Aanbeveling voor het hele thema zonne-energie De Commissie dicht een belangrijke rol toe aan het hele thema zonneenergie in de toekomstige duurzame energievoorziening en acht een investering van 50 mln. in de kansrijke onderdelen van deze optie daarom gerechtvaardigd. Windenergie Windenergie is de conversie van wind (kinetische energie) in een andere vorm van energie. De KNAW geeft aan dat deze energieoptie in de toekomst een wezenlijk deel van de behoefte aan elektrische energie in Nederland kan opwekken (25% van elektriciteitsbehoefte over 20 à 30 jaar). Het is dan wel noodzakelijk dat toepassingen op zee ten volle benut worden (meer wind, minder horizonvervuiling). NWO gaat niet in op deze energieoptie. Wel sluit dit thema aan bij wat NWO te berde brengt binnen het thema Intelligent omgaan met energie. Grootschalige, economisch rendabele windparken op zee, met een beschikbaarheid bij voldoende wind, boven de 95 %, beschouwt de Commissie als een belangrijke optie voor duurzame elektriciteitsproductie op zowel korte als lange termijn. De Commissie vraagt daarom speciale aandacht voor de combinatie van windenergie en off-shore technologie. De Commissie spreekt de verwachting uit dat Nederland haar positie binnen de internationale windenergiewereld door deze invalshoek kan verstevigen. Aanbeveling windenergie Veel van het te verrichten onderzoek binnen deze energieoptie heeft een sterk toegepast karakter. In overleg met de kennisinstellingen zou het bedrijfsleven hiervoor het initiatief moeten nemen. De Commissie is van mening dat deze energieoptie daarom geen nader onderzoeksprogramma rechtvaardigt. Wel is er behoefte aan fundamenteel materialenonderzoek. De Commissie beveelt aan hiervoor middelen vrij te maken ( 10 mln.) Biomassa Biomassa kan een significante bijdrage leveren aan een duurzame energievoorziening. Biomassa is in potentie ruimschoots aanwezig, wereldwijd en ook in Nederland, maar is niet altijd duurzaam oogstbaar. De keuze voor deze energieoptie vraagt de import van duurzame biomassa, met alle daarbij behorende logistieke uitdagingen. De zogenaamde tweede generatie technologieën, waarbij conversie van restdelen van planten of specifiek geteelde energiegewassen centraal staan, zullen wat betreft de Commissie de belangrijkste plaats innemen. De Commissie staat al met al Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 21/52
positief tegenover de inzet van duurzame biomassa voor een duurzame energievoorziening. Dematerialisatie en energieverdichting zijn sleuteltechnologieën bij de omzetting van biomassa in nuttige energie. Naast thermochemische kunnen vooral biotechnologische opties hier een grote rol bij spelen. De Commissie acht uitbreiding van de kennis op de zich snel ontwikkelende gebieden van genomics, proteomics en metabolomics noodzakelijk. Voor deze kennis kan aansluiting worden gezocht bij al bestaande initiatieven zoals het Netherlands Genomics Initiative. Nederland heeft een internationale voorhoedepositie op het terrein van genetisch gemodificeerde micro-organismen die belangrijke industriële producten, waaronder biobrandstoffen, kunnen maken. En diezelfde voorhoedepositie heeft Nederland op het terrein van het opschalen en industrieel toepasbaar maken van de ontwikkelde biotechnologische processen. Ook zullen er koppelingen gelegd moeten worden met bioraffinage om de benutting van biomassa te verbeteren. De Commissie verwijst hier ook naar de programmalijn integratie van disciplines, sectoren en functies. Verbranding van droge biomassa voor de productie van elektriciteit en warmte kan mogelijk verbeterd worden door torrefactie waardoor een deel van de biomassa eigenschappen van steenkool krijgt. Fundamenteel onderzoek is hiervoor niet of nauwelijks (meer) nodig. Onderzoek naar efficiëntere gaszuiveringen en meer robuuste katalysatoren, nodig om grootschalige toepassing van brandstoffen uit biomassa (via vergassing en andere thermo-chemische processen) mogelijk te maken, heeft echter hoogste prioriteit. Aanbeveling biomassa De Commissie is van mening dat het thema biomassa ( 38 mln. waarvan 10 mln. voor bioraffinage) gerichte steun verdient. Energie uit water De verkenning van de KNAW noemt drie manieren waarop gebruik kan worden gemaakt van water als energiebron: golf- en getijdenenergie, temperatuurverschillen en osmose. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 22/52
Bij golf- en getijdenenergie wordt gebruik gemaakt van de beweging van water. Er is weinig fundamenteel onderzoek nodig om deze technologie verder te ontwikkelen. Aanbeveling De Commissie acht de bijdrage van deze energievorm aan de totale energiebehoefte zo gering dat aan deze optie geen prioriteit wordt gegeven. Bij Ocean Thermal Energy Conversion wordt gebruik gemaakt van temperatuurverschillen op zee. Deze technologie kan ingezet worden bij de grootschalige productie van waterstof, maar de ontwikkeling bevindt zich nog in een experimentele fase. De haalbaarheid van deze energieopwekker bij kleinere temperatuurverschillen is beperkt. Aanbeveling De Commissie kent een lage prioriteit toe aan deze energieoptie. Osmose kent naar de mening van de Commissie een aantal technische barrières die de grootschalige inzet van deze optie verhinderen. De relatief beperkte bruikbare hoeveelheid zoet water resulteert onder ideale condities in maximaal enkele procentpunten bijdrage tot de elektriciteitsvoorziening. Dit rechtvaardigt geen grote inspanning. De kostprijs van de membranen is hoog en het rendement wordt door biofouling negatief beïnvloed. Aanbeveling De Commissie kent een lage prioriteit toe aan deze energieoptie. Aanbeveling voor het hele thema energie uit water De Commissie onderschrijft de conclusie van het rapport van de KNAW dat gezien de randcondities zeer betwijfeld moet worden of energie uit water wereldwijd van enige betekenis zal kunnen worden. Daarbij komt dat er weinig fundamenteel onderzoek op dit terrein meer verricht hoeft te worden. De Commissie ziet dan ook geen aanleiding om voor een onderzoeksprogramma voor energie uit water te pleiten. Geothermie Geothermie is een potentieel belangrijke bron van duurzame energie. Gezien de betere mogelijkheden elders (bijvoorbeeld IJsland) lijkt dit echter niet een speciaal aantrekkelijke optie voor Nederland. Wel biedt de Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 23/52
ondergrond belangrijke mogelijkheden voor warmte/koudeopslag. Ook in de MSMP-systeem benadering zou geothermie een rol kunnen spelen. Aanbeveling De Commissie acht het, gezien de geologische eigenschappen van de Nederlandse bodem, niet gerechtvaardigd om deze energieoptie te betrekken in een afzonderlijke programmering. Schoon fossiel Schoon fossiel staat voor het gebruik van fossiele energiebronnen (aardgas, aardolie en kolen) waarbij de uitstoot van broeikasgassen in de atmosfeer worden geminimaliseerd. Dit betekent dat het gebruik van deze brandstoffen wordt gecombineerd met CO 2 afvangst en CO 2 opslag (Carbon Capture & Storage/CCS). Nederland lijkt vanwege de geografische nabijheid van industrie en opslagmogelijkheden gunstig gepositioneerd voor CCS. Schoon fossiel is strikt genomen echter geen duurzame energieoptie, omdat de bron niet hernieuwbaar is. De Commissie is bovendien van oordeel dat de opslag van CO 2 in de komende 20 jaar slechts zeer beperkt bijdraagt aan het verminderen van de CO 2 -uitstoot (maximaal 5% van de jaarlijkse CO 2 emissie). Aanbeveling De Commissie beveelt dan ook geen nieuwe onderzoeksprogramma aan op dit terrein, maar te wachten op de uitkomsten van de huidige programma s zoals CATO en CAPTECH. Deze kunnen aanleiding geven tot het opzetten van demonstratieprojecten. Kernenergie Kernenergie bestaat in twee vormen: kernfusie en kernsplijting. KNAW en NWO besteden beiden aandacht aan kernfusie. Kernsplijting wordt door NWO niet nader genoemd. Kernfusie produceert nauwelijks radioactief afval en geen broeikasgassen en is vanuit het perspectief van CO 2 -reductie een uitstekende energiebron. Het is echter zeer de vraag of de voor kernfusie vereiste zeer hoge temperaturen economisch zijn te realiseren. Aanbeveling De Commissie acht de bijdrage van Nederland aan ITER, via ITER-NL, voor dit moment voldoende. Kernsplijting vormt de belangrijkste bron van elektriciteit binnen de EU (33% van het totaal). Onderzoek binnen deze energieoptie dient gericht te Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 24/52
zijn op innovatieve vierde generatie reactorconcepten en transmutatie. Aan deelaspecten van nieuwe reactorconcepten wordt in Nederland onderzoek verricht. Bijvoorbeeld bij de TU Delft en het NRG. De Commissie is van mening dat Nederland in het bezit moet blijven van een kennisreservoir met fundamentele kennis over dit onderwerp. Aanbeveling De maatschappelijke discussie over kernenergie en de politieke stellingname geeft de Commissie aanleiding deze optie niet tot prioriteit te verheffen. Waterstof De Commissie signaleert een groeiende belangstelling voor waterstof, maar tekent daarbij aan dat waterstof slechts een secundaire energiedrager is. De inzet van waterstof in een duurzame energievoorziening zal slechts plaatsvinden als aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan: het ontstaan van efficiëntere energieketens door de inzet van waterstof, het gebruik van hernieuwbare bronnen voor de productie van waterstof of het nuttige gebruik van waterstof dat als restproduct bij een ander proces ontstaat. Onderzoeksvragen richten zich vooral op nieuwe productiemethoden en opslag van waterstof voor mobiele toepassingen zoals transport en elektronische apparatuur. Er vindt internationaal veel onderzoek plaats. Nederland is vooral sterk in onderzoek naar waterstofopslag in metaalhydriden. Binnen het huidige NWO-ACTS programma Duurzame Waterstof wordt gewerkt aan de thema s waterstofopslag, waterstofproductie, socioeconomische aspecten van waterstof en veiligheid(sensors). Aanbeveling De Commissie is van oordeel dat het onderzoek naar deze energieoptie hiermee voldoende is geborgd. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 25/52
Programmalijnen De Commissie gebruikt het begrip programmalijn om enkele voorwaardenscheppende technieken, aanpakken en processen voor een duurzame energievoorziening in kaart te brengen. De KNAW legt bijvoorbeeld sterk de nadruk op energiebesparing (bij burgers en bedrijven) als belangrijk element in een duurzame energievoorziening. Ook het pleidooi voor het oprichten van multidisciplinaire teams past binnen dit kader. Eén van de thema s in het NWO-rapport is Maatschappelijke transitieprocessen. Ook dit thema kan als voorwaardenscheppend worden gezien. Ook het voorstel van de drie TU s en ECN (ADEM) dat pleit voor additionele investeringen in het funderende materiaalonderzoek krijgt in deze beschrijving een plaats. Energiebesparing Vermindering van energiegebruik zowel bij burgers als bij bedrijven ziet de Commissie als de meest kosten-effectieve strategie om de energiebehoefte in Nederland te reduceren. Het belangrijkste sturingsmechanisme is financieel van aard (een lagere energierekening). De efficiëntie van industriële productieprocessen kan worden geoptimaliseerd door aanpassing van product- en procesontwerp en het stimuleren van hergebruik van materialen. De industrie heeft de afgelopen decennia al grote vorderingen gemaakt op het gebied van de energieefficiency. Om een volgende stap te kunnen maken zijn nieuwe concepten nodig zoals procesintensificatie. Het belang van besparing in de industrie (deze energievraag in Nederland is disproportioneel in vergelijking met het buitenland) is zo groot dat de Commissie adviseert extra middelen vrij te maken om het industriële besparingspotentieel verder te realiseren. Deze middelen worden ingezet ten behoeve van fundamenteel onderzoek of voor het realiseren van zogenaamde demo-plants. Bestaande en nieuwe initiatieven kunnen aansluiten bij de Roadmap Procesintensificatie, die in januari 2008 wordt gepubliceerd door het Platform Ketenefficiency, onderdeel van de energietransitie (www.creatieve-energie.nl). De Commissie is van mening dat voor de bebouwde omgeving sociaal economisch onderzoek nodig is om redelijke en effectieve maatregelen te ontwerpen waarmee kan worden voorkomen dat verbeterde energie- Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 26/52
efficiency leidt tot ongewenste toename van het energiegebruik (rebound effect). Aanbeveling Voor het thema energiebesparing wil de Commissie een bedrag van 50 mln. vrijmaken. Het grootste deel van dit bedrag ( 40 mln.) is bestemd voor besparingen in de industrie. Een goede afstemming gebruik makend van de recent beschikbaar gekomen Roadmap Procesintensificatie (onder auspiciën van het Platform Ketenefficiciency), dient plaats te vinden met de Regiegroep Chemie. De rest van het bedrag ( 10 mln.) zou ten goede moeten komen van onderzoek naar besparingen in de bebouwde omgeving en naar onderzoek om consumenten over te halen tot energiebesparing. Transitieproces en besparing / maatschappelijke transitieprocessen Innovatie in de energievoorziening is zowel een kwestie van de toepassing van technologie als van maatschappelijke processen. De inzet van hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon wordt bepaald door zowel economische factoren als maatschappelijke waardering, aldus de Commissie. Fundamenteel inzicht in de manier waarop technologiekarakteristieken en sociale processen op elkaar inwerken is noodzakelijk voor een succesvolle transitie naar een duurzame energiehuishouding. Ook is hier een relatie met het NWO-programma Duurzame Aarde. Onderzoek vindt deels al wel plaats, maar verdient meer aandacht en goede afstemming en inpassing in brede interdisciplinaire onderzoeksprogramma s. De KNAW besteedt aan dit onderwerp terecht een aparte paragraaf. Aanbeveling De Commissie acht een extra bijdrage van 4 mln. aan sociaalwetenschappelijk onderzoek om deze redenen gerechtvaardigd. Integratie van disciplines, sectoren en functies De Commissie acht een goede systeembenadering met integratie van disciplines, sectoren en functies van het allergrootste belang. Bij integratie valt te denken aan integratie van componenten tot een energiesysteem, integratie van bronnen tot een MSMP-energiesysteem, integratie van afval en grondstofstromen in ecoparken, integratie van nieuwe technologie in bestaande technologie, integratie van brandstofcellen en HT warmtepompen in elektriciteitscentrales bij WKK en in de chemische industrie. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 27/52
Een ander voorbeeld is de noodzaak om voor de `biobased economy een integrale gedetailleerde ketenanalyse te maken van akker tot tank, om kwantitatief inzicht in de economie en de efficiency van de algemene duurzaamheidsaspecten te verkrijgen. Hier is ook aansluiting bij de Roadmap Procesintensificatie mogelijk. De Commissie is van mening dat de huidige opdeling van het onderzoekslandschap het vinden van oplossingen in de aangegeven richting niet bevordert. Aanbeveling De Commissie beveelt aan om naast de meer specialistische onderzoeksgroepen ook multidisciplinaire onderzoeksteams te ondersteunen die een energiegebied of energietak vanuit bovenbeschreven perspectief doorlichten. Deze multidisciplinaire aanpak zou ondersteunend moeten zijn aan de huidige energietransitieaanpak van het Ministerie van EZ. De Commissie wil hiervoor extra middelen uittrekken ( 20 mln.) Nieuwe materialen Nieuwe materialen zijn nodig om de ontwikkeling tot een duurzame energievoorziening te versnellen. Er is onderzoek nodig naar nieuwe materialen voor zonnecellen, hoge temperatuur PEMC brandstofcellen, duurzame waterstofproductie en verbeterde opslagmethodes, ontwikkeling van nieuwe lichtgewicht materialen voor windturbines, nieuwe katalysatoren voor bioraffinage en tweede generatie biobrandstoffen. De onderzoeksinfrastructuur (faciliteiten, personeel) in Nederland behoeft verbetering. Dit is ook de kern van het advies van de Commissie Wijffels naar het functioneren van TNO en de GTI s. De Commissie is voorts van mening dat de extra investeringen in fundamenteel materialenonderzoek blijvend moeten aansluiten bij de geselecteerde programmalijnen en kolommen. Dit betekent een flexibele aanpassing van het materialenonderzoek op langere termijn bij de ontwikkelingen in de programmakolommen of -lijnen. Aanbeveling De Commissie wil aansluiten bij de middelen die de drie TU s en ECN vragen voor versterking van de fysieke en personele infrastructuur ( 58 mln. Waarvan 28 mln. (twee keer 14 mln. voor investeringen in de infrastructuur in de twee eerste jaren). Daarbij tekent zij aan dat de Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 28/52
onderzoeksinfrastructuur ook toegankelijk moet worden gemaakt voor de NW- programma s (zie het hoofdstuk over de organisatiestructuur). Energietransport Elektriciteit Windenergie, zonne-energie en biomassa kunnen alleen bij de gratie van grote aantallen opwekeenheden bijdragen aan een duurzame energievoorziening. Dit vraagt om een meer decentrale energieinfrastructuur. Ook moet een oplossing worden gevonden voor de soms sterke verschillen in vraag en aanbod. De roep om een zelfsturend adaptief elektriciteitsnet moet afgezet worden tegen de mogelijkheden die een geliberaliseerde en geprivatiseerde elektriciteitsmarkt biedt. Aanbeveling De Commissie is van mening dat de vragen die binnen deze programmalijn leven vooralsnog afdoende beantwoord kunnen worden binnen de bestaande onderzoeksprogramma s (IOP EMVT, EOS-LT) en instituten (ECN en KEMA). Gas Veel energie wordt in ons land getransporteerd in de vorm van aardgas. Met de groei en ontwikkeling van biomassatechnologie voor de productie van biogas kunnen ook hier tal van kleine opwekeenheden ontstaan; denk aan de opkomst van vergistingsinstallaties in de agrarische sector. De generieke onderzoeksvraag is welke rol de huidige gasinfrastructuur kan spelen in verduurzaming van de energievoorziening van Nederland. Aanbeveling Naar de mening van de Commissie is er geen noodzaak tot het doen van fundamenteel onderzoek. De bestaande onderzoeksinfrastructuur (GRASP) is voldoende. Energieopslag Fossiele bronnen (aardgas, aardolie, steenkool) kunnen door hun aard gemakkelijk, langdurig en zonder energieverlies worden opgeslagen (aardgasvelden, opslagtanks, steenkoolbergen). Naar de gevolgen voor de opslag van gas wanneer een deel van het aardgas wordt vervangen door Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 29/52
waterstof, syngas of biogas wordt onderzoek gedaan binnen het project `vergroening van gas VG2. Duurzame energiebronnen worden meestal direct omgezet in elektriciteit en warmte. Opslag in pure vorm (met uitzondering van biomassa) is nauwelijks mogelijk, waardoor gekozen moet worden voor alternatieve opslagsystemen zoals chemische energieopslag, mechanische energieopslag en elektrische energieopslag. Op dit moment is waterkracht (mechanisch) de enige grootschalig toegepaste vorm. Redox-flow batterijen en het samenpersen van lucht (CAES) zijn mogelijke alternatieven. Warmteopslag is vooral van belang voor de gebouwde omgeving. Het potentieel is groot, want de gebouwde omgeving draagt een significant deel bij aan het energieverbruik in Nederland. ECN en TNO werken binnen het programma Building Future aan energieneutrale woningbouw. Het besparingspotentieel in de industrie wordt geschat op 5PJ per jaar. Aanbeveling Er is naar het oordeel van de Commissie geen geprogrammeerd fundamenteel onderzoek naar energieopslag nodig. Wel is de Commissie van mening dat de coördinatie in het onderzoek naar energieopslag verbetering behoeft. Daarnaast liggen er vragen in verband met strategisch voorraadbeheer, die vooral om sociaal economisch onderzoek vragen. Dit onderzoek zou kunnen worden ondergebracht bij de onderzoekslijn transitieproces. Disciplinair onderzoek `wilde ideeën en Enervidi Naast de hierboven beschreven energieopties en ondersteunende activiteiten wil de Commissie ruimte bieden aan veelbelovend, onorthodox en riskant energieonderzoek. Bestaande of nieuwe onderzoeksgroepen kunnen hierdoor kansen krijgen en uiteindelijk zelfs doorstoten naar de status van programmakolom of lijn met toegang tot financiering. Aanbeveling De Commissie wil voor dit type onderzoek 20 mln. reserveren. Voor de toekenning van middelen voor onorthodox energieonderzoek kan aansluiting worden gezocht bij de systematiek van persoonsgerichte subsidie van NWO en het open technologieprogramma van STW. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 30/52
Organisatie- en bestuursstructuur NWO en ADEM De Commissie vindt dat de voorstellen van ADEM en NWO uitstekend op elkaar aansluiten en goed te verenigen zijn in een nationaal programma naar duurzame energie. De minister heeft de Commissie verzocht om de voorstellen van NWO en ADEM vanuit het perspectief van de KNAW-verkenning aan een oordeel te onderwerpen. In het voorgaande heeft de Commissie een aantal thema s geselecteerd waarover zij van oordeel is dat zij een plaats moeten krijgen in het fundamentele onderzoek naar een toekomstige duurzame energievoorziening. Ook heeft de Commissie een inschatting gemaakt van het te reserveren bedrag voor dergelijk onderzoek. Onderstaand schema geeft een overzicht van de belangrijkste conclusies. Het programma is opgezet voor een periode van 4 jaar onderzoek, maar zal effectief over een periode van 5 jaar worden uitgevoerd. De totalen beslaan dus een periode van 5 jaar. Thema s Kolom/lijn KNAW/NWO/ADEM Lopend onderzoek 5 Extra middelen Zonne-energie kolom KNAW/NWO/ ADEM Ja 50 mln. Windenergie kolom KNAW/ADEM Ja 10 mln. materialen Biomassa kolom KNAW/NWO/ ADEM Bioraffinage kolom KNAW/NWO/ ADEM Ja Geen gestructureerd programma 28 mln. 10 mln. Waterstof kolom KNAW/NWO/ ADEM Ja 0 5 Voor een uitgebreid overzicht van lopend onderzoek binnen de verschillende thema s wordt verwezen naar bijlage 3 van dit advies. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 31/52
Energiebesparing lijn KNAW/NWO Ja 50 mln. in overleg met Regiegroep Chemie Maatschappelijke lijn KNAW/NWO Ja 4 mln. transitieprocessen Integratie van lijn KNAW/ADEM Nee 20 mln. disciplines, sectoren en functies Nieuwe materialen lijn KNAW/NWO/ ADEM Ja 58 mln. (waarvan 10 mln. voor windenergie) Wilde ideeën kolom/lijn KNAW/NWO N.v.t. 20 mln. Het totale budget bedraagt voor 5 jaar: 250 mln. In de eerste twee jaar wordt per jaar 14 mln. geïnvesteerd conform het ADEM-voorstel. Resteert voor extra personele inzet voor onderzoek: 222/5= 44 mln. per jaar. Regieorgaan De Commissie kiest voor een eenvoudige en slagvaardige opzet voor sturing en financiering van het aanvullende energieonderzoek in Nederland. De Commissie wil daarbij zo veel mogelijk aansluiten bij de bestaande infrastructuur en initiatieven. De Commissie is van mening dat snelle ontplooiing van nieuwe initiatieven in het energieonderzoek langs de lijnen van de verkenning van het KNAW-rapport (prioriteiten in het energieonderzoek, systeembenadering, multidisciplinaire onderzoeksgroepen) het beste is gediend met een (nationaal) regieorgaan. De taakstelling van het regieorgaan betreft een veel langere periode dan de vier budgetjaren waar hiervoor over werd gesproken. Belangrijke partijen uit het veld worden betrokken bij dit regieorgaan: de Ministeries van EZ en OCW (via een Interdepartementale stuurgroep, SenterNovem (om de samenhang met EOS te bewaken), en (zware) vertegenwoordigers van de industrie (om de uiteindelijke valorisatie van het fundamentele onderzoek te bewaken). Het regieorgaan coördineert en toetst de voortgang van de geselecteerde onderzoeksprogramma s. Bij het toezicht op de inhoudelijke kwaliteit van de programmavoorstellen wordt zoveel mogelijk aansluiting gezocht bij NWO. Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 32/52
Voordeel van de hierboven beschreven aanpak is dat de bestaande of voorgestelde managementsystemen (NWO, ADEM) intact kunnen blijven. De regie op de samenhang berust echter bij het regieorgaan. Dat betekent dat ADEM snel kan starten. Projectvoorstellen zullen door NWO worden getoetst op kwaliteit. Ook de NWO-projecten die voldoen aan de uitgangspunten van de Commissie kunnen dan opgetuigd worden en in het meest gunstigste geval al gebruik maken van de in ADEM opgebouwde infrastructuur. Organisatie Het regieorgaan bestaat uit een directeur, een Raad van Toezicht en een Wetenschappelijke Adviesraad. Het regieorgaan krijgt de beschikking over een secretariaat. De directeur van het regieorgaan is verantwoordelijk voor het uitwerken en bewaken van de voortgang van het afgesproken energieonderzoek in Nederland (de strategie van het regieorgaan) en de afstemming van het energieonderzoek in binnen- en buitenland. De directeur heeft de beschikking over een secretariaat. Binnen dit secretariaat wordt ook de communicatie over het regieorgaan ingebed. De aard van de functie veronderstelt het aantrekken van een bestuurlijk en inhoudelijk zwaargewicht. Het managementteam bestaat uit de directeur en de directeuren van de verschillende onderzoeksprogramma s. Het managementteam is verantwoordelijk voor: De aansturing van en de afstemming tussen de onderzoeksprogramma s; De coördinatie van de investeringen in en het delen van de infrastructuur; Het bevorderen van de kennisuitwisseling tussen de onderzoekers in de programma s; Het zekerstellen van kennisoverdracht, kennisbescherming en kennisexploitatie en nieuwe bedrijvigheid; Het opstellen van een jaarverslag; Evaluatie, zowel halverwege als aan het eind van de looptijd door een onafhankelijk en internationaal expertpanel. Het managementteam wordt in haar werkzaamheden bijgestaan door een Wetenschappelijke Adviesraad. Deze Adviesraad speelt een belangrijke rol bij de selectie en de (tussentijdse) evaluatie van de onderzoeksprogramma s. De Wetenschappelijke Adviesraad bestaat uit topwetenschappers met een internationale oriëntatie werkzaam bij Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 33/52
universiteiten, kennisinstellingen en bedrijven. Daarbij moet worden gewaakt voor een belangenverstrengeling met het onderzoek dat in het kader van dit programma wordt uitgevoerd. De directeur van het regieorgaan heeft de beschikking over een Raad van Toezicht. Deze Raad van Toezicht fungeert als klankbord voor het managementteam, adviseert over de lange termijn strategie van het regieorgaan en geeft haar goedkeuring hieraan. Ook houdt deze Raad toezicht op de uitvoering van de investeringen in apparatuur en personeel binnen de verschillende programma s. De Raad van Toezicht bestaat uit drie tot vijf, niet direct belanghebbende leden uit het bedrijfsleven (en hun vertegenwoordigers), de kennisinstellingen en de overheid. Affiniteit met het management van onderzoek en het onderwerp duurzame energievoorziening zijn uiteraard onmisbare eigenschappen. Figuur 3 Organisatieschema regieorgaan De directeur van het regieorgaan wordt op voordracht van de Raad van Toezicht benoemd door het Algemeen Bestuur van NWO. De financierende ministeries verlenen hun goedkeuring aan de benoeming. De Raad van Toezicht van het regieorgaan wordt ook benoemd door het Algemeen Advies van de Commissie Onderzoek Duurzame Energie 34/52