Meerjaren Speurwerkprogramma 2011-2014 Voortgangsrapportage 2014 Thema Energie

TNO-rapport TNO 2015 R10247 Meerjaren Speurwerkprogramma 2011-2014 Voortgangsrapportage 2014 Thema Energie Energie Princetonlaan 6 3584 CB Utrecht Postbus 80015 3508 TA Utrecht www.tno.nl T +31 88 866 42 56 F +31 88 866 44 75 Datum 27 februari 2015 Auteur(s) Dr. J.H. Brouwer Energiebronnen in Transitie Prof. Dr. Ir. F.C. van Geer Subsurface modelling Prof. Dr. G.B. Huitema Energie Efficiëntie Ir. H.L.J. Keizers Energie Gebouwde Omgeving Ir. J. de Koning - Algemeen Autorisatie Dr. M.J. van Bracht Managing Director Energie Aantal pagina's 59 Aantal bijlagen Projectnummer 056.02061/01.02 Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. Indien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer verwezen naar de Algemene Voorwaarden voor opdrachten aan TNO, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst. Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belanghebbenden is toegestaan. 2015 TNO

TNO-rapport TNO 2015 R10247 2 / 59

TNO-rapport TNO 2015 R10247 3 / 59 Inhoudsopgave 1 Inleiding... 5 2 Vraaggestuurd Programma Energiebronnen in Transitie... 7 2.1 Inleiding... 7 2.2 VP Deelprogramma Leveringszekerheid Gasproductie... 10 2.3 VP Deelprogramma Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie... 19 3 Vraaggestuurd programma Subsurface modelling... 29 3.1 Inleiding... 29 3.2 Uitvoering in 2014... 29 3.3 Resultaten... 30 4 Vraaggestuurd programma Duurzame Energie... 31 4.1 Inleiding... 31 4.2 Uitvoering in 2014... 34 4.3 Resultaten... 39 5 Vraaggestuurd Programma Energie GebouwdeOmgeving... 51 5.1 Inleiding... 51 5.2 Uitvoering in 2014... 53 5.3 Resultaten... 55 6 Ondertekening... 59

TNO-rapport TNO 2015 R10247 4 / 59

TNO-rapport TNO 2015 R10247 5 / 59 1 Inleiding De energiesector bevindt zich wereldwijd in een transitiefase van een gecentraliseerde, vooral op fossiele brandstoffen gebaseerd systeem naar een meer duurzame en meer decentrale energiehuishouding. De energievoorziening van de toekomst zal naar verwachting bestaan uit een complex systeem van lokale energiesystemen met duurzame bronnen van energie zoals zonne-energie, windenergie, geothermie. In de komende decennia zal de energievoorziening nog in belangrijke (afnemende) mate afhankelijk zijn van fossiele bronnen. Vooral aardgas zal een belangrijke rol vervullen als transitiebrandstof, vanwege haar flexibele inzetmogelijkheden en relatief lage CO2 emissies. Vanwege het maatschappelijk belang is Energie één van de negen hoofdonderwerpen van het Nederlandse Topsectorenbeleid. Energie is ook één van de onderwerpen waarop TNO impact wil bereiken. De ambitie daarbij is door excellente kennis innovaties te realiseren die bijdragen aan een leveringszekere, duurzame en economisch rendabele energievoorziening In overleg met de topsector Energie heeft TNO een aantal Vraaggestuurde kennisontwikkelingsprogramma s (VP s) gedefinieerd die gedeeltelijk met rijksbijdragen worden gefinancierd. Deze programma s richten zich op het gebied van de fossiele energievoorziening (VP Energiebronnen in Transitie), de lokale duurzame energievoorziening (VP Energie Efficiëntie) en de benutting en besparing van energie in de gebouwde omgeving (VP Energie Gebouwde Omgeving). Bij de uitvoering van deze programma s werkt het thema samen met partijen uit het bedrijfsleven, de overheid en de universiteiten in zowel nationaal als internationaal verband, door het initiëren van samenwerkingsverbanden en het vormen van consortia De inhoud van de VP s wordt op hoofdlijnen vierjaarlijks vastgelegd in meerjarenplannen die jaarlijks in overleg met de overheid en de Topsector Energie worden geactualiseerd. Voorliggend rapport doet verslag van de resultaten van de kennisontwikkelingsactiviteiten over het jaar 2014, het laatste jaar van de meerjarenplannen 2011-2014 1. 1 Voor het programma 2014 van de VP s wordt verwezen naar de TNO rapporten: MeerjarenProgramma 2011-2014, Bijstelling 2014 van het thema Energie (TNO rapport 2013 R11399) en het VP EnerGO (TNO rapport 2013 R11424), oktober 2013.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 6 / 59

TNO-rapport TNO 2015 R10247 7 / 59 2 Vraaggestuurd Programma Energiebronnen in Transitie Dr. J.H. Brouwer 2.1 Inleiding Op het gebied van energie is TNO actief op het gebied van duurzame energiesystemen, energiebesparing en op het gebied van fossiele energievoorziening. Het Vraaggestuurd Programma Energiebronnen in Transitie (VP EIT) richt zich op de fossiele energievoorziening. 2.1.1 Achtergrond Diverse grote scenariostudies van o.a. IEA, Clingendael, ECN, Shell en BP laten consistent zien dat er in de nabije toekomst over de hele wereld grote veranderingen in de energievoorziening zullen optreden. Dit heeft enerzijds te maken met afname van de beschikbaarheid van low cost oil, anderzijds met toenemende invloed van onze energiehuishouding op het klimaat. Alle scenario s gaan uit van een groei van de wereldbevolking en een groei van het mondiale Bruto Nationaal Product (BNP). De energie-intensiteit (het energieverbruik per eenheid BNP) neemt af als gevolg van de toenemende energiezuinigheid van installaties en apparatuur. Hiervoor zijn nog wel technologische doorbraken nodig. De groei van de energievraag in Europa en de VS zal afvlakken, maar in zich ontwikkelende landen en het Midden-Oosten nog aanzienlijk toenemen. Gemiddeld gaan de modellen ten aanzien van wereldenergieverbruik uit van een groei van 1,2% per jaar van 2005-2030 (totaal 22% tot 2030). De low cost oil raakt op waardoor duurdere, technologisch en milieutechnisch uitdagender velden moeten worden ontwikkeld (deep sea, unconventionals) om aan de toenemende energievraag te kunnen voldoen. Samen met de klimaatproblematiek vormt dit een sterke stimulans voor het gebruik van alternatieve, hernieuwbare energiebronnen en vergroting van het aandeel gas in de energiemix. Niettemin is er consensus over de prognose dat mondiaal het aandeel van deze hernieuwbare energiebronnen in de energiemix in de komende decennia beperkt zal blijven. Fossiele energie levert de komende decennia het grootste aandeel in de energiemix. Gas levert binnen de fossiele energie een belangrijke, relatief schone, transitiebrandstof. 2.1.2 Opbouw en doel van het programma Binnen het vraaggestuurd programma Energiebronnen in Transitie (VP EIT) worden oplossingsrichtingen en nieuwe technologieën ontwikkeld om de transitie naar een energievoorziening uit hernieuwbare energiebronnen en gas als transitiebrandstof op een zo duurzaam en efficiënt mogelijke manier vorm te geven. Anders gezegd: Hoe kan ook in de toekomst aan de groeiende energievraag worden voldaan en op welke manieren kan, tijdens de transitieperiode naar 100% hernieuwbare energiebronnen, de huidige energievoorziening op meest effectieve wijze en zo mogelijk milieuvriendelijke manier worden gewonnen en geconsumeerd.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 8 / 59 Het VP EIT richt zich op twee deelprogramma s: I. Leveringszekerheid Gasproductie ( ondergebracht in het innovatiecontract Upstream Gas onder de hoofdlijnen Upstream Gas en Small Scale LNG ). Het optimaal uitputten van met name gasvelden als belangrijk element in het streven de nationale gasproductie de komende decennia op peil te houden (zgn. 30-30 doelstelling: stabiele productie van 30 bcm uit de kleine velden tot 2030). Door dit te realiseren kan Nederland: Zo lang mogelijk zelfsturend blijven qua gasvoorziening; Nederland heeft de ambitie om de Gasrotonde van NW Europa te worden 2 3. De overheid heeft een rol als grote belanghebbende van inkomsten uit gas en als direct verantwoordelijke voor de security of supply. Nederland is bij uitstek in de positie is om deze rol te spelen vanwege een aantal concurrentievoordelen, waaronder de aanwezigheid van een gastransportnetwerk van hoge kwaliteit, de ligging aan zee die gunstig is voor het aanleveren van LNG, de goede mogelijkheden om ondergrondse gasopslag te ontwikkelen en de aanwezigheid van kennis en ervaring bij Gasunie, GasTerra, EBN, NAM, NOGEPA, Energy Delta Instituut, KEMA, ECN, TNO en Clingendael. Een unieke kennispositie opbouwen voor de operators van Nederlandse gasvelden, aangezien Nederland als (een van de) eerste landen te maken heeft met gasvelden aan het eind van hun levenscyclus met de daarbij behorende fenomenen. Deze operators verkrijgen unieke kennis over hoe typische end-of-field-life productieproblemen tegen te gaan en het maximale rendement uit een veld dat aan het eind van de levensduur produceert te kunnen halen. Deze kennis kan vervolgens internationaal geëxporteerd worden. Voldoende (belasting-)inkomsten genereren uit nationale fossiele reserves om: o De energietransitie naar hernieuwbare energie financieel te ondersteunen; o Pilots m.b.t. nieuwe CO2 opslag- en gebruikinitiatieven te ondersteunen (waaronder Enhanced Gas Recovery, d.w.z. meer gas produceren door injectie (en gelijktijdige opslag) van CO2) en de afgesproken emissiedoelstellingen te halen. II. Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2 reductie (voor wat betreft CCS ondergebracht in het innovatiecontract Upstream Gas onder de hoofdlijn CCUS ). Het realiseren van CO2-reductie door (grootschalige) toepassingen van CO2 opslag en geothermie. Geothermie betreft de exploratie en benutting van het ondergronds geothermisch potentieel en uitbreiding van het publieke kennisinstrumentarium, en de opwekking van elektriciteit (ultra-diepe geothermie) uit aardwarmte. De potentiele bijdrage van geothermie is ca. 5% van het duurzame energiepotentieel in 2020 en kan oplopen naar 10-15 % in 2050. CO2-emissiereductie betreft de afvang van CO2 uit rookgassen en het gebruik van de diepe ondergrond voor opslag, inclusief de evaluatie en monitoring van de gevolgen daarvan (Carbon Capture and Storage ofwel 2 De brief Visie op de gasmarkt van maart 2006, Tweede Kamerstuk 29023-22 3 Energierapport 2008, Tweede Kamerstuk 31510-1

TNO-rapport TNO 2015 R10247 9 / 59 CCS). Volgens het Kyoto protocol dient Nederland (en Europa) tussen 2008 en 2012 de uitstoot van CO2 met 8 % te verminderen. De Nederlandse regering gaat uit van een CO2 emissiereductie van 20 % (t.o.v. 1990) in 2020. CCS kan na 2020 in Nederland naar schatting 15-20 Mton/jaar CO2 aan reductie bijdragen en is als mitigerende maatregel noodzakelijk om de nationale doelstellingen te halen (naast besparing, kernenergie en hernieuwbare energie). Het VP Energiesystemen in Transitie is uitgevoerd in de vorm van een 22-tal deelprojecten. 15 hiervan vallen onder het deelprogramma Leveringszekerheid Gasproductie, drie onder het thema Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie. Vier projecten vallen onder beide deelprogramma s. Gedurende de uitvoering zijn deze projecten tussentijds beoordeeld in juni en oktober 2014. De behaalde resultaten in 2014 van de twee deelprogramma s worden gepresenteerd in de hoofdstukken 2 (Leveringszekerheid Gasproductie) en 3 (Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2 reductie). 2.1.3 Relatie met de Topsector Energie Het VP EIT levert een substantiële bijdrage aan de realisatie van het innovatiecontract Gas binnen de topsector Energie. De kennisontwikkelingsactiviteiten van het deelprogramma Leveringszekerheid Gasproductie vallen volledig onder de hoofdlijn Upstream Gas van het innovatiecontract. Alle activiteiten binnen het deelprogramma Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2 reductie met uitzondering van Geothermie vallen sinds 2013 als hoofdlijn CCUS ook onder de TKI-Gas. De activiteiten met betrekking tot Geothermie worden in direct overleg met het ministerie van Economische Zaken vastgesteld. 2.1.4 Samenwerking Bij de uitvoering van het VP EIT betrekt TNO diverse partijen waaronder operators, contractors, leveranciers, vervoerders, downstream industriële partners en de energieopwekkingsindustrie. Ook de overheid (nationaal en EU) behoort tot de belangrijkste TNO partners. De overheid en de EU financieren gezamenlijke onderzoeksprogramma s in TNO s portfolio. Samen met de industrie ondersteunen zij gecombineerde financieringsprogramma s zoals TKI Gas (Upstream, CCUS en LNG). De operators onder de huidige klanten van TNO investeren in conventionele velden, alsmede de winning van onconventionele reserves (b.v. zware olie, schaliegas). Klanten van TNO maken gebruik van onze kennis ten aanzien van b.v. slimme en innovatieve exploratie- en productiemethodes en HSE instrumenten. Dienstverlenende bedrijven investeren in monitoring- en slimme productietechnieken. De leveranciers onder de klanten van TNO zijn voornamelijk betrokken bij onze activiteiten ten aanzien van de veiligheid en betrouwbaarheid (b.v. met betrekking tot compressoren, etc.) en de ontwikkeling van innovatieve industriële processen (b.v. technologie ontwikkeling voor CO 2 afvang).

TNO-rapport TNO 2015 R10247 10 / 59 TNO heeft sterke samenwerkingsverbanden opgebouwd met internationale onderzoeksinstituten en universiteiten voor de uitvoering van haar R&D-activiteiten. Onder deze instituten bevinden zich Sintef, IRIS en NTNU in Noorwegen, de Universiteit van Berkely, Texas A&M, MIT en de Stanford Universiteit in de Verenigde Staten, CSIRO in Australië, GFZ Potsdam in Duitsland, IFPen in Frankrijk en de Universiteit van Turijn in Italië. Partners werken vaak langdurig samen met TNO op technologiegebieden waarin gedurende vele jaren expertise is opgebouwd.tno vult haar unieke technologiepositie aan met de beschikbaarheid van geavanceerde testmogelijkheden zoals bijvoorbeeld op het gebied van blootstelling aan H2S, cryogenic loading, pressure burst testing, en thermisch mechanische belasting. TNO s sterke kennispositie komt tot uiting in de succesvolle participatie in talrijke EC-programma s, waaronder b.v. CO2GeoNet, EC SITECHAR, OCTAVIUS, ECCSEL, CGS-Europe, ECO2 en IMAGE. In een aantal van deze programma s treedt TNO op als programma coördinator. TNO werkt intensief samen met andere TO2 instituten zoals ECN (bijvoorbeeld op het gebied van CCS in CATO2) en Deltares (gezien de gezamenlijke historie vindt hier op veel vlakken samenwerking plaats o.a. ten aanzien van monitoring- en modelleer technieken). 2.2 VP Deelprogramma Leveringszekerheid Gasproductie 2.2.1 Historie, aansluiting topsector Energie Onder de topsector Energie is in 2011 het TKI Gas opgericht. Het TKI Gas bestaat uit zes samenhangende hoofdlijnen: Systeemfunctie van Gas; Upstream Gas; Groen Gas; Small Scale LNG; Gasvoorziening: Acceptatie in de Samenleving (G-A-S); CCUS. De eerste vier hoofdlijnen houden zich direct bezig met de uitdagingen samenhangend met de gastransitie en hebben een belangrijke technologische component. In het doorsnijdende thema Gasvoorziening: Acceptatie in de Samenleving (G-A-S) wordt meer op systeemniveau gewerkt aan het creëren van het maatschappelijk fundament voor de vier overige programma s. Het VP deelprogramma Leveringszekerheid gasproductie is in 2012 ondergebracht in het TKI Gas onder de hoofdlijnen Upstream Gas en Small Scale LNG. In de hoofdlijn Upstream Gas acteren alle 13 olie- en gasoperators die actief zijn in Nederland, de toeleverende industrie en kennispartijen. In de hoofdlijn Small Scale LNG acteren alle betrokken stakeholders inclusief regelgevende overheid en onderzoeksinstanties omdat een nieuw speelveld betreft.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 11 / 59 2.2.2 Hoofdlijnen deelprogramma 2014 De TKI Programmalijn Upstream Gas is georganiseerd op basis van drie types olieen gasvelden en zes thematische categorieën in een programmamatrix (zie Figuur 1). De drie types olie- en gasvelden betreffen: Mature fields, met aandacht voor het verlengen van de levensduur van olie- en gasvelden en voor de ontwikkeling van alternatieve gebruiksmogelijkheden van lege velden; New Fields, bedoeld voor de ontwikkeling van verbeterde exploratietechnieken en het vinden van nieuwe gasvoorkomens in weinig onderzochte delen van het Nederlands territoir; Tough Gas & Stranded Fields, gericht op de winning van gas uit onconventionele reservoirs, zoals schaliegas en coal-bed methaan, alsmede op de gaswinning uit stranded fields. De thematische categorieën zijn: Exploration and field development; Production and Reservoir Management; Infrastructure; HSE and Reliable Operation; Hardware (Sensing, Actuation, and Compression); Societal Impact and Human Capital. Figuur 1 Upstream Gas programmamatrix De TKI programmalijn Small Scale LNG zet actief in op de benutting van LNG als transportbrandstof in Nederland. Hiermee creëert Nederland een kennisvoorsprong op dit gebied in Noord West Europa. Nederlandse bedrijven kunnen hun producten, kennis en diensten m.b.t. LNG-benutting en de LNG-infrastructuur inzetten ter

TNO-rapport TNO 2015 R10247 12 / 59 ondersteuning van andere landen die over willen stappen op LNG als transportbrandstof. LNG is makkelijk te transporteren en resulteert in minder uitstoot van CO2 en andere broeikasgassen dan veel andere fossiele brandstoffen. De transportsector, met name wegtransport en scheepvaart, wordt geconfronteerd met moeilijk haalbare uitstoot-eisen van de EU. LNG als brandstof kan in deze gevallen voordelig zijn. Daarnaast resulteert LNG in een stillere motor. In overleg met het ministerie van Economische Zaken is ten aanzien van de (mede) met SMO middelen te financieren activiteiten binnen de TKI hoofdlijnen upstream gas en small scale LNG gekozen voor de in tabel 1 genoemde onderwerpen. Deze onderwerpen worden geadresseerd in de eveneens in deze tabel genoemde projecten. Programmalijn Onderwerp/probleem Inbreng/meerwaarde TNO Actviteiten TNO Projecten De Nederlandse overheid beoogt met haar 30/30 ambitie Expertise op het vlak van exploratie Modelleren (technisch, economisch, de rol van aardgas als transitiebrandstof te ondersteunen. technieken, kennis van modellen voor de en regelgeving). In deze ambitie wordt het huidige niveau van de productie productie en ondergrondse opslag van van aardgas op peil gehouden middels het vergroten van koolwaterstoffen, tools voor het monitoren Bouw van Lab opstellingen de efficientie van de winning en het aanboren van nieuwe van productie en opslag van koowaterstoffen, (bijvoorbeeld met betrekking tot voorraden. In het bijzonder gaat het hierbij om: tools voor de optimalisatie van de productie complexe vloeistofstroming). van koolwaterstoffen (Economisch en HSE). Upstream gas Small Scale LNG de ontwikkeling van technologie ter vergroting van de productie en het verlengen van de levensduur van bestaande velden, leidend tot een hoger percentage geproduceeerd gas; de ontwikkeling van nieuwe mogelijkheden voor de winning van gas inclusief de hiervoor benodigde geofysische exploratie technieken. het verkleinen van de onzekerheden in de schatting van voorraden unconventionals. de verbetering van exploratie- en productie technieken voor unconventionals. de ontwikkeling van monitoring technologie (ten aanzien van bijvoorbeeld seismiciteit en leakage) voor veilige productie van gas het addresseren van de maatschappelijke onrust met betrekking tot bijvoorbeeld de ontwikkeling van schaliegas de ontwikkeling van technische, economische en wetgevende oplossingen voor de (her-) ontwikkeling van geindentificeerde maar niet in productie genomen velden. Netwerk: internationale positie binnen de olie en gas exploratie & productie als R&D organisatie en een nationale positie als adviseur van het ministerie EZ ten aanzien van de olie- en gaswinning, R&D partner in diverse nationale en internationale industriele innovatieprogramma's In Nederland is de rechtstreekse inzet van LNG relatief Netwerk: betrokken in diverse innovatie onbekend. Specifiek gaat het hier om het gebruik van LNG activiteiten met Nederlandse operators en als brandstof in de short sea vrachtvaart, veerdiensten, service suppliers op het gebied van small binnenvaart, wegtransport en off grid applicaties (small scale LNG scale LNG). Ontwikkeling van Technologie en addresseren van economische issues (zoals verbeteerde business modellen) en specifieke zaken in de regelgeving. Expertise op het vlak van small scale LNG en specifieke tools voor het modeleren van gas (LNG) ketens (technische en Economisch). Uitvoeren van Lab experimenten Tabel 1. Scope van het Deelprogramma Leveringszekerheid Gasproductie Ontwikkelen software (bijvoorbeeld voor productie optimalisatie en analyse monitoring) Ontwikkeling (prototype) instrumentatie voor monintoring. Testen van instrumentatie binnen lab en veldtoepassingen Uitvoeren van monitoring experimenten in lab en veld. Modelleren (technisch, economisch, en regelgeving) van small scale LNG met bestaande tools. Ontwikkelen van nieuwe modeleer tools voor small scale LNG. Life Cycle Optimization Well integrity Well and flowline Management - Flow Assurance - Real Time Production Optimization Instrumentation - Ultrasonic Corrosion Monitor Gamechanger Monitoring Fraccing behavior Gas Transport and Storage - LNG Level Sensor - Gascompositie Offshore production Systems - Well Abandonment - Pipe Survey Exploration - New Petr. Systems North. Offshore JUSTRAT Gas Transport and Storage - LNG Level Sensor Offshore production Systems 2.2.3 Resultaten 2014 In 2014 werd in dit deelprogramma een 19-tal projecten uitgevoerd zoals opgenomen in tabel 2. In tabel 2 is ook aangegeven waar er sprake was van private co-financiering. De voortgang in deze projecten wordt hieronder kort beschreven. Daar waar sprake is van grote inhoudelijke overeenkomsten zijn de projecten gezamenlijk gerapporteerd

TNO-rapport TNO 2015 R10247 13 / 59 Title Life Cycle Optimization Cofund Asset category Upstream gas program Mature New Tough Gas Fields Fields & Str. Fields X Well integrity* X Well and flowline Management X - Flow Assurance X - Real Time Production Optimization X Instrumentation* X - Ultrasonic Corrosion Monitor X Gamechanger* X X X Monitoring* X X Fraccing behavior X Gas Transport and Storage** x X - LNG Level Sensor X - Gascompositie x X Offshore production Systems (OPS) ** X - Well Abandonment x X - Pipe Survey x X Exploration X X - New Petr. Systems North. Offshore x X X JUSTRAT x X X Tabel 2. SMO-projecten uitgevoerd onder Leveringszekerheid Gasproductie. Alle genoemde projecten dragen bij aan de hoofdlijn Upstream Gas. Projecten aangemerkt met * worden in nauwe samenhang met het programma Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie uitgevoerd en dragen bij aan de hoofdlijn CCUS. De projecten aangemerkt met ** dragen ook bij aan de hoofdlijn Small Scale LNG. 2.2.3.1 Life Cycle Optimization Dit project richt zich op de ontwikkeling van kennis ten behoeve van het vergroten van de productie van koolwaterstoffen uit bestaande velden. De ontwikkelde technologie betreft met name de lange termijn productie. In 2014 zijn de eerder ontwikkelde technieken voor productie optimalisatie geschikt gemaakt voor toepassing in realistische field-cases. Dit betrof onder andere de implementatie van beperkingen op de productie-rate van groepen van putten en een haalbaarheidsstudie naar het gebruik van een open source reservoir simulator als alternatief voor de traditionele (commercieel beschikbare ) reservoir simulatoren. Daarnaast is een studie gedaan naar mogelijkheden voor het gebruik van aanvullende geofysische informatie binnen de productie optimalisatie workflow. In het tweede deel van dit project is met name gekeken naar de modellering van productie stimulatie technieken voor tight gas reservoirs met het doel om hier te komen tot economisch interessante productie rates.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 14 / 59 De kennis opgebouwd in dit project is middels een viertal posters en voordrachten op internationale congressen gepresenteerd. 2.2.3.2 Well Integrity Dit project behelst de bepaling en voorspelling van put integriteit, de ontwikkeling van technieken voor het monitoren van putten, en de mitigatie van problemen rondom putten bijvoorbeeld door de ontwikkeling van verbeterde materialen. In 2014 is, als alternatief voor de veelal traditioneel toegepaste methodiek voor het kwantificeren van risico s rondom putintegriteit door expert panels, gekozen voor een Bayesian aanpak. Een eerste model hiervoor is succesvol toegepast op een gesimplificeerde field case. Met betrekking tot de ontwikkeling van nieuwe materialen is met name gewerkt aan materialen met een groot zwellingspotentieel. Daarnaast is veel voortgang behaald met de ontwikkeling van fibre optic monitoring in cement. Nieuwe fibres zijn ontwikkeld die ook na langere tijd in cement te zijn geplaatst, nog goed functioneren. Bij de karakterisatie van geochemische en geomechanische processen is gekeken naar de wat langere termijn en zijn adequate rekenmodellen ontwikkeld. De kennis opgebouwd in dit project is middels een vijftal TNO rapporten en een bijdrage aan een internationaal congres gepresenteerd. 2.2.3.3 Well and flowline Management Dit project is in nauwe samenhang met de projecten Flow assurance for Flowlines and Wells en Real Time Production Optimization uitgevoerd. Deze projecten worden hier gezamenlijk gerapporteerd. De projecten behelzen de ontwikkeling en implementatie van technieken die het stromingsgedrag van koolwaterstoffen in putten en leidingen bevordert. De productie van koolwaterstoffen wordt in voorkomende gevallen ernstig beperkt door bijvoorbeeld precipitatie van zout en afzetting van asphaltenen, bijvoorbeeld bij de opslag van CO2. Deze processen behoren niet tot de standaard functionaliteit van commercieel beschikbare model codes en kunnen alleen adequaat worden beschreven op basis van een correct multi-fase gedrag in poreuze media. TNO heeft in dit project een toolbox ontwikkeld waarmee genoemde effecten wel correct kunnen worden gemodelleerd. De ontwikkelde toolbox ondersteunt effecten zoals zout-, asphalteen- en hydraatvorming en onregelmatige productie als gevolg van liquid loading. Toepassing van de tool is in samenhang met een productie optimalisatie algoritme gedemonstreerd voor de mitigatie van asphalteen afzetting maar de technologie kan voor een veelheid aan andere toepassingen worden ingezet. De kennis opgebouwd in dit project is middels een vijftal bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 15 / 59 2.2.3.4 Instrumentation Dit project betreft de ontwikkeling van instrumentatie ten behoeve van zowel de koolwaterstofproductie alsook toepassing binnen de Geothermie. Met name is in 2014 gewerkt aan de ontwikkeling van fibre optic chemical sensing. Hierbij zijn de volgende onderwerpen aan de orde gekomen: Vergroting van de gevoeligheid van Distributed Chemical Sensors met bestaande chemische coatings (humidity, salinity, CO2). Haalbaarheidsstudie naar een quasi-distributed ph sensor gebaseerd op (bestaande) fibre optic fluorescentie technologie. De kennis opgebouwd in dit project is middels een drietal rapporten en bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd. Patentaanvragen Coated Waveguide for Optical Detection, PLT reference number 2007191 EGS/OG # 56021011. ph gevoelige coating voor het lage ph bereik, EP 11160110.0, 29 March 2011. Patent published in EU (WO2012134283A1 & EP2506005A1), recently also in the US (US2014/0186962A1), priority date of this invention is 2012-10-3. 2.2.3.5 Gamechanger Een klein deel van het kennisbudget is gereserveerd voor de ondersteuning van breakthrough technologie. In totaal zijn in 2014 19 nieuwe ideeën voor ondersteuning aangemeld. Hiervan heeft een 9-tal financiering gekregen voor uitwerking van het idee. Vijf ideeën hebben financiering ontvangen voor een proof of principle studie. Het ging hier onder andere om Enhanced Distributed Acoustic Sensing, Novel Sorbents, and Gas Purification. 2.2.3.6 Monitoring Dit project betreft de identificatie en ontwikkeling van monitoring technologieën, die - gecombineerd met productie en injectie optimalisatie technieken - resulteren in een maximale productie van gas en van geothermale energie, en in een optimale opslag van bijvoorbeeld CO2 en ggas (zowel vanuit economisch als HSE perspectief). Op het gebied van de ontwikkeling van permanente seismische monitoring is er vooruitgang geboekt op magnitude bepaling van seismische events aan de hand van permanente seismische monitoring netwerken. Dit maakt het mede mogelijk de analyse in te zetten op data van andere sites. Het werk op het gebied van seismische modellering leidt tot een beter inzicht in het ontstaan van induced seismicity en deze verbreding van monitoring naar modellering versterkt onze kennispositie op dit gebied. Resultaten zijn relevant voor zaken als CCS-pilot projecten, schaliegas boringen en EGS. Op het gebied van reservoir monitoring is de belangrijkste verbetering gerealiseerd op het vlak van de haalbaarheidsanalyse van de toepassing van Full Waveform Inversion op typische seismische velddata. Met de opgedane kennis kan nu voor toekomstige toepassingen en klanten een gedegen en kwantitatieve inschatting gemaakt worden van het te verwachten resultaat en de slaagkans van dit type technieken. Deze resultaten zijn relevant voor alle toepassingen van (time-

TNO-rapport TNO 2015 R10247 16 / 59 lapse/4d) seismische reservoir monitoring, met name voor CO2 opslag maar in toenemende mate ook voor IOR. De kennis opgebouwd in dit project is middels een viertal TNO rapporten, master thesis en bijdragen aan internationale congres gepresenteerd. Peer reviewed publicaties. Paap, B.F., Verdel, A.R., Meekes, J.A.C., Steeghs, T.P.H., Vandeweijer, V.P. and Neele, F., 2014, Four years of experience with a permanent seismic monitoring array at the Ketzin CO2 storage pilot site, Energy Procedia, Volume 63, pp 4043-4050. Boullenger, B. Verdel, A.R., Paap, B.F., Thorbecke, J. and Draganov, D., Studying CO2 storage with ambient-noise seismic interferometry: A combined numerical feasibility study and field-data example for Ketzin, Germany, Geophysics, Volume 80, No. 1, P.1-13. Paap, B.F., Steeghs, T.P.H., 2014, Magnitude estimation of local seismic events at the Ketzin CO2 storage site, Submitted to Geophysics. 2.2.3.7 Fraccing behaviour (geomechanische modellering) Dit project behelst onderzoek naar de optimalisatie van de productie uit onconventionele gasvelden door de toepassing van fraccing technology en de minimalisatie van de risico s van fraccing (in relatie tot seismiciteit risico op lekkage van chemicaliën). Het onderzoek betreft zowel de productie van koolwaterstoffen als de toepassing binnen de geothermie. De voornaamste aandachtsvelden in 2014 waren: Optimalisatie van hydraulic fracturing bij de gasproductie uit tough reservoirs; Geïnduceerde seismiciteit en invloed van de mineralogie op de seismische signatuur van gasvelden; Maturiteit en mineralogie van de Dinantien-Geverik formatie; Basin-scale correlaties van de Posidonia Shale Formatie. De resultaten uit dit project betreffen richtlijnen voor de veilige productie uit tough gas en geothermische reservoirs. Verder zijn onder andere tools ontwikkeld voor de voorspelling en mitigatie van geïnduceerde seismiciteit. De kennis opgebouwd in dit project is middels een tiental TNO rapporten, master thesis en bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd. Daarnaast is een aantal peer reviewed publicaties verschenen. Peer reviewed publicaties Van Wees, J.D., L. Buijze, K. Van Thienen-Visser, M. Nepveu, B.B.T. Wassing, B. Orlic, and P.A. Fokker (2014). Geomechanics response and induced seismicity during gas field depletion in the Netherlands. Geothermics, 52, 206-219. Wassing, B.B.T., J.D. van Wees, and P.A. Fokker (2014). Coupled continuum modeling of fracture reactivation and induced seismicity during enhanced geothermal operations. Geothermics Analysis of Induced Seismicity in Geothermal Operations, 52, 153-164. Zijp, M., and J.H. Ter Heege (2014). Shale gas in the Netherlands: Current state of play. International Shale Gas & Oil Journal, 2, 59-63.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 17 / 59 2.2.3.8 Gas Transport and storage (GTS) Dit project betreft de ontwikkeling van kennis ter ondersteuning van de transitie van Nederland van gasproducent naar gas trading hub. Dit betreft zowel kennis ten aanzien van transport als (tijdelijke) opslag inclusief de ondersteuning van de ontwikkeling van small scale LNG. Ontwikkelingen betreffen onder andere aanvullingen op de modelcode PULSIM. Hiermee is het bijvoorbeeld mogelijk om veel realistischer pulsatiestudies voor schroefcompressoren uit te voeren en stromingspulsen voor plunjerpompen realistischer te modelleren. Daarnaast is in berekeningen en met een relatief eenvoudige meetopstelling aangetoond dat zogenaamde tuned-mass-damping en constrained-layer-damping interessante alternatieven kunnen zijn om ongewenste vibraties in compressorsystemen te verminderen. Het statische gasnetwerkoptimalisatiemodel, dat in een eerdere project is ontwikkeld, is uitgebreid naar een dynamisch model, zodat gasbuffering in leidingen meegenomen kunnen worden. In fase2 van het cofinancieringsproject Gascompositie is ten behoeve van de ontwikkeling van een gas calorific value sensor een sensor array op chipschaal ontworpen en ontwikkeld. Met deze chip zijn succesvolle experimenten uitgevoerd. Deze ontwikkeling heeft inmiddels geleid tot een patentaanvraag. In het meerjarige EDGaR project is het Agent Base Modelling model voor het simuleren van regionale geïntegreerde energiedistributiesystemen uitgebreid met diverse functionaliteiten welke ook zijn geïmplementeerd in software. Deze activiteiten zullen in 2015 worden voortgezet. Het is aangetoond dat membrane gas desorption (MGD) een bijdrage kan leveren aan vermindering van het energieverbruik bij de behandeling van gas. In het project LNG Level Sensor is gewerkt aan een density/level sensor voor small scale LNG. De kennis opgebouwd in dit project is middels een vijftal bijdragen aan internationale congressen gepresenteerd. Daarnaast zijn twee peer reviewed verschenen. Peer reviewed publicaties Dibrov, G.A., Volkov, V.V., Vasilevsky, V.P., Shutova, A.A., Bazhenov, S.D., Khotimsky, V.S., Van de Runstraat, A., Goetheer, E.L.V., Volkov, A.V., Robust high-permeance PTMSP composite membranes for CO2 membrane gas desorption at elevated temperatures and pressures, Journal of Membrane Science, vol. 470, (2014), 439 450. Roldugin, V.I., Shutova, A.A., Volkov, A.V., Goetheer, E.L.V., Volkov, V.V., Kinetics of Carbon Dioxide Removal from Water in Flat Membrane Contactor, Petroleum Chemistry, 2014, Vol. 54, No. 7, pp. 507 51. Patentaanvragen Patent filed: P104518EP00 - PLT 2014-041. Patent application has been filed: Biogas purification ; E.L.V. Goetheer, M.J.G. Linders, L.C. Stille; EP14176550, 10 July 2014. [Applied]. 2.2.3.9 Offshore Production Systems (OPS) Dit project behelst de ontwikkeling van technologie ten behoeve van de veilige en betrouwbare winning van conventionele, diepe en ultradiepe koolwaterstoffen met een minimale impact op de marine habitat. Tevens wordt gewerkt aan de ontwikkeling van internationale standaarden voor technische (LNG) installaties inclusief subsea systemen.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 18 / 59 Kennisopbouw in 2014 betrof o.a. (1) de ontwikkeling van een nieuw model voor akoestische demping in geprofileerde pijpen, (2) nieuwe experimentele technieken voor het karakteriseren van transversale golven in pijpen, (3) studie aan krachten op pijpleidingen als gevolg van slugvorming, en (4) onderzoek naar onderzeese geluidsvoortplanting en effecten van geluid op het marine leven. In het verlengde van dit project zijn ook de mede door de industrie gefinancierde projecten Well Abandonment en Pipe Survey uitgevoerd. De kennis opgebouwd in dit project is middels een vijftal posters en voordrachten op internationale congressen gepresenteerd. 2.2.3.10 Exploration Dit project adresseert de ontwikkeling van geïntegreerde kennis van petroleum systemen, met betrekking tot zowel conventionele als onconventionele gasvoorkomens. Het onderzoek betreft bijvoorbeeld de Arctische gebieden waar lacunes in de kennis over de geologische ontwikkeling groot zijn. De rol van TNO s biostratigrafische technieken en de resultaten van de isotopenanalyses in het dichten van de lacunes is hier significant. Aandacht gaat ook uit naar het nieuwe gebruik van Biogene Silica fossielen en stabiele isotopenonderzoek in complexe stratigrafische settings. Er is een belangrijke stap voorwaarts gezet door microfossielen te verbinden met de moeder planten. Deze link is essentieel voor de toepassing van de techniek. De huidige ontwikkeling trekt ook de aandacht van de industrie op de Noordzee, waar PhilipsConoco ook een pilotstudie door TNO heeft aangevraagd. De isotopenanalyses vergroten het oplossend vermogen van de stratigrafie en voorzien in een goede methode om correlaties over grote afstanden mogelijk te maken. De recente resultaten trekken zowel wetenschappelijk als bij klanten de aandacht. In samenhang met dit project is ook het project New petroleum Systems Northern offshore uitgevoerd. Hier is specifiek naar het exploratie potentieel van de noordelijke Noordzee gekeken. De kennis opgebouwd in dit project is middels een dertigtal TNO rapporten, master thesis en bijdragen aan internationale congres gepresenteerd. Daarnaast is een aantal peer reviewed publicaties verschenen. Peer-reviewed Publicaties Donders, T., Verreussel, R., Van Helmond, N., Munsterman, D.K., Ten Veen, J.H., Speijer, R., Weijers, J., Sangiorgi, F., Reichart, G-J, Sinninghe Damsté, J., Lourens, L., Kuhlmann, G. and Brinkhuis, H. (in prep.- Nat Geosci.), Early Pleistocene glaciations exhibit predominant Northern Hemisphere forcing. Douglas, P., Affek, A.,Ivany, L., Houben, A., Sijp,W., & Sluijs, A.(2014), Pronounced zonal heterogeneity in Eocene southern high-latitude sea surface temperatures, Proceedings of the National Academy of Sciences, 04/2014; DOI: 10.1073/pnas.1321441111. Houben, A.J.P.; Kerstholt-Boegehold, S.; Verreussel, R. (manuscript gereed), Bajocian (Middle Jurassic) dinoflagellate cysts from a drilled succession in Kuwait: Morphological variation among the earliest gonyaulacacean lineages in the Middle East, Palynology. Houben, A., Sluijs, A., Schouten, S. and Brinkhuis, H., (manuscript), The Eocene- Oligocene transition in the Norwegian Greenland Sea: Clues from palynology and molecular paleo thermometry. Noorbergen, L.J., Lourens, L.J., Munsterman, D.K. & Verreussel, R.M.C.H. (submitted to Quaternary International), A high resolution carbon and oxygen benthic stable isotope

TNO-rapport TNO 2015 R10247 19 / 59 record from the early Quaternary of Noordwijk (Southern North Sea Basin) and correlation to the marine isotope stages. Vandenberghe, N., Harris, W.B., Wampler, M., Adriaens, R, Houthuys, R., Louwye, S., Laga, P., Lanckacker, T., Matthijs, J., Dekkers, J., Vandenheuvel, C., Verhaegen, J., Van Wilderode, J., Vos, K., Westerhoff, W. & Munsterman, D.K. (2014), The implications of K-Ar glauconite dating in the Diest Sand Formation on the paleogeography of the Upper Miocene in Belgium. Geologica Belgica 17/2: 161-174. 2.2.3.11 JUSTRAT De zandsteenformaties zijn het primaire doel van de exploratie en productie van olie en gas in the zuidelijke Noordzee. De interpretatie van seismiek en welllogs uit dit gebied wordt bemoeilijkt door een combinatie van snelle laterale facies verandering en slecht correleerbare log patronen. Dit heeft grote effecten met betrekking tot de exploratie risico s in dit gebied. In dit project is gewerkt aan de verfijning van het stratigrafische model van de afzettingen van de Boven Jura en Onder Krijt. Op basis van dit model kan een nieuw regionaal tectono-stratigraphic model worden geconstrueerd ter ondersteuning van de exploratie en productie in deze regio. Dit project is mede op basis van private co-financiering uitgevoerd. De kennis opgebouwd in dit project is middels een TNO rapport gepubliceerd. 2.3 VP Deelprogramma Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie 2.3.1 Historie, aansluiting beleid Onderzoek naar CCS en Geothermie vindt al enige jaren plaats binnen dit VP. Er is sprake van nauwe aansluiting bij de beleidskaders. Hoofdgedachte is dat energiebronnen in de ondergrond worden benut zonder dat CO2 emissies optreden. Dit ter ondersteuning van de Nederlandse klimaatdoelstellingen (20% CO2 reductie in 2020). Ook internationaal vinden we hetzelfde uitgangspunt terug: IEA 2011: Alle duurzame initiatieven zijn nodig om de (inter)nationale doelstellingen voor 2020 t.a.v. CO2 emissiereductie te behalen. CCS is hiervan een noodzakelijk onderdeel gedurende de transitieperiode; in ieder geval tot 2030; TP-ZEP 2012: CCS is economisch competitief met andere duurzame bronnen (Life Cycle Analysis). In 2010 is, binnen het platform Energietransitie, het programma CATO2 opgestart. Dit programma liep af in 2014 en was aanpalend aan dit VP. Op dit moment wordt nagedacht over een nieuw programma op het gebied van CCS waarbij er een verschuiving plaatsvindt naar nuttig gebruik van CO2; Carbon Capture, Use and Storage (CCUS). CCS wordt sinds 2013 aangemerkt als hoofdlijn onder de topsector Energie (TKI- GAS). De CCS activiteiten uit het deelprogramma Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2-reductie worden dan ook gerapporteerd als onderdeel van deze hoofdlijn. Geothermie is niet opgenomen onder een van de topsectoren.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 20 / 59 2.3.2 Hoofdlijnen deelprogramma 2014 De TKI-Gas programmalijn CCUS (CO2 afvang, transport, utilization en opslag) werd in 2013 opgenomen onder de TKI-Gas als vervolg op het Nederlandse Nationale CCS programma CATO-2. De programmalijn omvat werkpakketten voor: Afvang; Gebruik; Opslag, Monitoring en Veiligheid; Transport en Ketenintegratie; Policy, Wet- en regelgeving; Publieke Perceptie en Publieke Communicatie. CCUS wordt van vitaal belang geacht om de doelstellingen voor CO 2 emissies in 2030 en daarna te halen. Zonder de wijdverspreide inzet van CCS zullen kolen- en gasgestookte centrales, samen met een reeks industriële processen, de komende tientallen jaren belangrijke bronnen blijven van CO 2 -uitstoot. Om de klimaatdoelstellingen te halen dient een succesvolle demonstratiefase (mede gefinancierd door nationale overheden en de EU) te worden gevolgd door een succesvolle commerciële uitrol van CCUS vanaf 2020. Echter, ondanks pogingen om CCUS technologie te ontwikkelen door middel van demonstratieprojecten, loopt de inzet van Europa achter op die van andere regio s/landen. Dit is voornamelijk te wijten aan de hoge kosten van CCS vergeleken met ETS prijzen en de beperkte publieke support voor CCS. Andere economieën maken belangrijke vorderingen bij de ontwikkeling van CCS, vooral Australië, Canada, China, Noorwegen en de Verenigde Staten van Amerika. In de herfst van 2014 is door de overheid een visiedocument over CCS geformuleerd. Deze visie zal als integraal onderdeel van de Energievisie die naar verwachting eind 2015 wordt gepubliceerd, worden overgenomen. De geothermie activiteiten die hier onder 3.2.2 worden gerapporteerd vallen niet onder de hoofdlijn CCUS. In overleg met het ministerie van Economische Zaken is ten aanzien van de op basis van inzet SMO middelen te financieren activiteiten gekozen voor de in tabel 3 genoemde onderwerpen. De projecten Game Changer, Monitoring, Instrumentation en Well Integrity worden in nauwe samenhang met het deelprogramma Leveringszekerheid Gasproductie uitgevoerd en zijn in hoofdstuk 2 gerapporteerd.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 21 / 59 Programmalijn Onderwerp expertise TNO Actviteiten Projecten Ontwikkeling van 2e en 3e generatie capture Modelleren van capture processen. technologie voor toepassing in industrie en power sector Ontwikkeling van gebruikstoepassingen (inclusief tijdelijke opslag) van CO2 binnen bijvoorbeeld de chemie, glastuinbouw en winning van koolwaterstoffen Ontwikkeling van opties voor ondergronse opslag van CO2 met een nadruk op Monitoring, Verificatie en Veiligheid. Ontwikkeling van kennis met betrekking tot CCUS keten integratie en opschalings issues met specifieke aandacht voor CO2 transport systemen. Ontwikkeling van kennis op het gebied van politiek, wet- en regelgeving ten aanzien van bijvoorbeeld grensoverschrijdend CO2 transport en opslag Netwerk: internationale positie binnen CCS, samen met Nederlandse operators betrokken in diverse innovatie initiatieven op dit gebied, intensieve internationale samenwerking met buitenlandse R&D instituten (waaronder participatie in een groot aantal EU programma's). Expertise: Modellen en lab faciliteiten (en toegang tot test en pilot plants) m.b.t. capture. Modellen en lab faciliteiten (en toegang tot veldtests) m.b.t. opslag. Modellen (technisch en economisch) voor de ontwikkeling van transport technologie en keten integratie; Modellen en tools voorde inschatting van risico's van CCS Modellen voor geothermische toepassingen inclusief diepe geothermie Bouw van Lab opstellingen voor capture. Uitvoeren van Lab experimenten op het gebied van capture Uitvoeren van pilots op het gebied van capture. Modelleren van ondergrondse opslag van CO2 Ontwikkelingvan monintoring strategien voor opslag CO2. Ontwikkeling (prototype) instrumentatie voor monintoring CO2 Testen van instrumentatie binnen lab en veldtoepassingen CO2 afvang Schoon Fossiel Geothermie Game Changer Monitoring Instrumentation Well integrity CCUS en Geothermie Ontwikkeling van kennis ten aanzien van communicatie, perceptie en acceptatie aangaande CCUS. Stimuleren van bestaande markt initiatieven m.b.t. het gebruik van geothermische warmte uit aquifers (in het bijzonder de co-productie van koolwaterstoffen) en ondersteuning van de Tabel 3. Scope van het Deelprogramma Duurzame geo-energie ten behoeve van CO2- reductie. Uitvoeren van monitoring veldexperimenten. Ontwikkeling van modellen voor de geothermische winning van warmte. Ontwikkeling van tools voor de geothermische exploratie 2.3.2.1 CO2 afvang en opslag (CCS) Het CCS onderzoek focust zich op (1) reductie van de kostprijs van CO2 afvang, (2) ondergrondse opslagcapaciteit, monitoring en veiligheid op langere termijn. CO 2 afvang: reductie van de kostprijs Binnen dit project wordt gewerkt aan de ontwikkeling van processen die een substantiële verlaging van afvangkosten kunnen bewerkstelligen (de zogenaamde derde generatie processen). Met name selectieve membraanopties en chemical looping processen zullen verder ontwikkeld worden. Verder is de mitigatie van eventuele uitstoot van oplosmiddelen die worden gebruikt bij de eerste generatie afvangtechnieken een belangrijk punt van aandacht. Ondergrondse opslag: capaciteit, monitoring en veiligheid Bij opslag in olievelden en kolenlagen is er de mogelijkheid om extra inkomsten te genereren met verhoogde productie van olie (EOR). In het geval van EOR moet het gebruik van CO2 gericht zijn op zowel olieproductie als CO2 opslag. Dit laatste aspect is bij EOR nog onvoldoende in kaart gebracht, omdat de olieproductie vaak het primaire doel is. Eén van de hindernissen voor de start van grootschalige ondergrondse opslag is onvoldoende kennis over het gedrag van CO2 in de bodem op de langere termijn, na de injectiefase. Hierdoor kan de veiligheid van het reservoir en de aansprakelijkheid van de operator niet goed worden bepaald. Ook is er nog onderzoek nodig naar de juiste abandonneringsprocedure van een opslaglocatie. Dit is een belangrijk punt bij de overdracht van de locatie door operator terug aan de overheid. Direct hieraan gekoppeld is de monitoring van het reservoir, die gericht moet zijn op die processen, die maatgevend zijn voor de veiligheid in het reservoir.

TNO-rapport TNO 2015 R10247 22 / 59 Deelname in Europese projecten is noodzakelijk voor aansluiting bij meetprogramma s bij lopende opslagprojecten. Aspecten die hierbij aan bod komen zijn o.a., de link tussen satellietmetingen met geomechanica, passieve seismiek, 4D-seismiek en nieuwe meettechnologie (fibre optics). 2.3.2.2 Geothermie Het geothermie onderzoek heeft zich gefocust op de volgende specifieke gebieden: Duurzame warmte Energie uit warm water uit de diepe ondergrond. Verdere ontwikkeling van het door TNO ontwikkelde programma ThermoGIS ten behoeve van succesvolle implementatie van het Nederlands actieplan hernieuwbare energie. Het accent in het onderzoek verschuift hiertoe van het huidige ThermoGIS, naar een model- en optimalisatie-instrumentarium dat een bijdrage levert in a) de vermindering van exploratie risico s, b) de optimale en veilige benutting van de ondergrond, c) de besluitvorming voor beleid, en d) de ontwikkeling van innovatieve economische ontwikkelscenario s voor een gecombineerde aanpak in duurzame geo-energie en (unconventional) olie- en gasexploratie. Duurzame elektriciteit Energie door warmte uit de ultra-diepe ondergrond. Het onderzoekprogramma Enhanced Geothermal Systems (EGS, elektriciteitsproductie uit geothermische bronnen van 120 C en hoger) betreft de ontwikkeling van embryonale technieken voor geothermische elektriciteitsproductie. TNO zet daarbij in op kennis en ontwikkeling van instrumenten t.b.v. geothermische exploratie en productie. Onderzoeksgebieden zijn o.a. ontwikkeling van a) gedetailleerde geothermische karakterisatie, b) betrouwbare geothermische modellen voor het voorspellen en beperking van geïnduceerde seismiciteit, c) modelontwikkeling voor verbeterde exploratie en productie, en d) voorspelling van de performance. TNO zet tevens in op kennisontwikkeling voor geothermische elektriciteitsproductie in ontwikkelingslanden, met hoog geothermisch potentieel. Hoge temperatuur opslag (HTO) Verdere ontwikkeling van HTO in samenwerking met MKB. In 2013 zijn in het kader van een Technische Commissie (TC) HTO met het MKB, criteria voor geschikte ondiepe aquifers (ca 200-1500m diepte) voor HTO bepaald, in kaart gebracht en gebruikt voor de identificatie van mogelijke business cases. In 2014 zijn deze activiteiten uitgewerkt in een aantal business cases. 2.3.3 Resultaten 2014 Dit deelprogramma van het VP is uitgevoerd middels een drietal projecten. De focus ligt daarbij op onderwerpen zoals genoemd in tabel 3. Daarnaast is in een aantal projecten sprake van een inhoudelijke overlap met het deelprogramma Leveringszekerheid Gasproductie. Deze projecten worden in tabel 3 wel genoemd maar zijn in de rapportage over het deelprogramma Leveringszekerheid Gasproductie reeds besproken.