In een nieuwe studie actualiseerde TNO de twee jaar geleden opgestelde toekomstscenario’s voor de Nederlandse energievoorziening. Via deze scenario’s onderzocht TNO wat de aanscherping van de klimaatdoelstellingen betekent voor het verduurzamen van het Nederlands energiesysteem na 2030.  De studie geeft een beeld van ons toekomstig energiesysteem met onder andere het gebruik van hernieuwbare energiebronnen, groene waterstof en eventueel kernenergie. Eén conclusie blijft onverkort overeind: een scenario met hogere ambities leidt niet tot hogere kosten.

De twee scenario’s, Adapt en Transform, schetsen toekomstbeelden voor de Nederlandse energievoorziening na 2030 en geven inzicht wat de gevolgen zijn van de aangescherpte doelstellingen.  Het kabinet streeft naar tenminste 55 procent CO2 reductie in 2030 en klimaatneutraal in 2050. De twee scenario’s laten zien hoe een klimaatneutraal energiesysteem is te realiseren met verschillende verduurzamingsambities. Uitgangspunt is het streven naar een energiesysteem tegen de laagste kosten voor de maatschappij.

Groene moleculen

Beide scenario’s gaan uit van dezelfde hoeveelheid CO2-reductie in 2050, maar Adapt is minder ambitieus en draagt minder bij aan het halen van de Parijse klimaatdoelstellingen. In het scenario zijn fossiele brandstoffen nog steeds een grondstof en de emissies door de internationale lucht- en zeevaart dalen slechts met de helft.

Het Transform-scenario legt de lat veel hoger. Door gedragsverandering en verdergaande energiebesparing daalt allereerst de energievraag. Bovendien kan Nederland in hoge mate zelf in de energievraag voorzien dankzij de opwek van elektriciteit door de windparken op de Noordzee.

Hoofdauteur Martin Scheepers: ‘We hebben het vaak over decarboniseren van de industrie, maar dit scenario gaat ook over recarbonisatie. Je zorgt ervoor dat alle moleculen in kunststoffen en brandstoffen uiteindelijk groen worden. Voor de productie van duurzame chemicaliën en brandstoffen gebruikt de industrie hiervoor koolstof uit bio-grondstoffen, uit gerecyclede plastics en CO2 die wordt afgevangen uit de lucht. Minder vraag en meer hergebruik gaan hier hand in hand.’

Grondstoffen

In het dankzij gedragsverandering vergaande Transform-scenario gaat het om het verduurzamen van niet alleen energie maar ook van grondstoffen. Hierin is een grote rol weggelegd voor de lokale productie van groene chemicaliën en brandstoffen voor de internationale lucht- en zeevaart. In 2050 zullen hoogwaardige chemicaliën voor negentig procent worden gemaakt van hernieuwbare koolstof, afkomstig van biomassa of CO2 uit de lucht. Een tweede belangrijke veronderstelling is het recyclen van plastics om een circulaire economie dichterbij te brengen.

Zelfvoorzienend

In de toekomst zal Nederland energie- en grondstoffen blijven importeren. Door over te schakelen naar hernieuwbare energiebronnen daalt de afhankelijkheid van kolen, olie en aardgas in 2030 met zo’n 26 procent en aardgas met 33 tot 46 procent.

In het Transform-model gaat TNO er bewust van uit dat Nederland in het overgrote deel van de energievraag zelf kan voorzien met hernieuwbare energiebronnen. Import van bio-grondstoffen en uitwisseling van elektriciteit met het buitenland blijft nog wel nodig. TNO zocht de grenzen van het mogelijke op en rekende het scenario door. Waterstof speelt hier een cruciale rol en is in grote hoeveelheden nodig voor de productie van groene chemicaliën, kunststoffen en synthetische brandstoffen. Om de waterstof volledig in eigen land te kunnen produceren, moet in 2050 de inzet van zonne- en windenergie maximaal zijn. Als die niet toereikend blijkt, is kernenergie als aanvullende bron onvermijdelijk.

Kernenergie

Beide scenario’s zien nog een rol voor kernenergie. Scheepers: ‘We streven naar een zo groot mogelijke inzet van zon en wind voor onze energievoorziening en verduurzaming van de zware industrie. Kernenergie kan daarop een noodzakelijke en CO2-vrije aanvulling zijn, maar mag de ambities voor zon en wind niet overschaduwen. In de scenario’s redeneren wij namelijk vanuit de voor onze samenleving meest kosteneffectieve oplossing. Kernenergie een grotere rol geven dan zon en wind past daar niet bij. De energievraag gaat, vooral door elektrificatie van de industrie, richting 300 terawattuur of zelfs meer dan 500 TWh is niet uit te sluiten. In dat laatste geval red je het niet meer met alleen zon en wind.’

Negatieve emissies

Een groot verschil tussen beide scenario’s heeft betrekking op CO2. In Adapt is een grote rol weggelegd voor de afvang en ondergrondse opslag van CO2 uit fossiele bronnen. In het ambitieuzere Transform-model is de meeste CO2 biogeen en vormt dit de basis voor groene chemicaliën en brandstoffen. Overigens blijft het ook in Transform nog nodig een beperkte hoeveelheid CO2 ondergronds op te slaan. Dit ter compensatie van andere moeilijk te reduceren broeikasgasemissies zoals methaan en lachgas.

TU Delft en TNO werken al jaren aan schonere productieprocessen voor de chemische industrie. Binnen het nieuwe samenwerkingsverband e-Chem willen ze grootschalige elektrolyse-installaties bouwen die CO2 uit de lucht omzetten in drie basisbouwblokken voor de chemische industrie: methanol, etheen en kerosine.

In 2050 zouden we volgens het in 2015 gesloten Klimaatakkoord van Parijs een CO2-neutrale samenleving moeten hebben. Dat halen we niet zonder een ingrijpende verandering van de chemische industrie. Eén van de opties is om CO2 uit de lucht te halen en met duurzaam opgewekte elektriciteit om te zetten in grondstoffen voor de productie van onder andere plastics en brandstoffen. Om deze ontwikkeling te versnellen, slaan e-Refinery (TU Delft) en VoltaChem (TNO) de handen ineen binnen het programma e-Chem.

De TU Delft heeft binnen e-Refinery ervaring opgedaan met fundamenteel en toegepast onderzoek naar materialen, processen en reactoren op alle lengteschalen, van het atomaire niveau tot aan de reactorschaal. TNO heeft uitgebreide ervaring met het testen in de praktijk en onderwerpen als levenscyclusanalyse en business modellen. Door die kennis en kunde aan elkaar te knopen, willen beide partijen binnen een paar jaar komen tot demonstratieopstellingen. Deze moeten de industrie er vervolgens van overtuigen om in de technologie te investeren.

Meest kansrijke routes

De onderzoeksagenda richt zich op de meest kansrijke routes naar succes. Martijn de Graaff (Voltachem): ‘Het is bijvoorbeeld een bewuste keuze om als grondstof CO2 uit de lucht te gebruiken. Omdat fabrieken nu al bezig zijn om het CO2-gehalte van hun rookgassen te verlagen, voorzien wij dat die bron van CO2 in de toekomst langzaam zal opdrogen.’

Ook de keuze voor de producten methanol, etheen en kerosine is geen toevallige. ‘Etheen en methanol hebben heel veel toepassingsmogelijkheden, variërend van plastics tot pillen. Ook bij brandstoffen hebben we gekeken waar de meest veelbelovende business case zit. Voor personenvervoer zijn er vergevorderde opties om over te stappen op batterijen of op waterstof. Maar voor de luchtvaart blijft kerosine waarschijnlijk nog lang onvervangbaar. Een schoner productieproces is daar dus ook zeer gewild.’

De energietransitie vergt veel meer dan technologische oplossingen. Minstens zo belangrijk zijn kosten, gedrag en de beschikbaarheid van vakmensen, stelt TNO in de whitepaper De energietransitie moet sneller. Deze geeft een beknopt maar concreet overzicht van oplossingen waarmee de transitie kan worden versneld en laat zien wat daar voor nodig is.

In de whitepaper schetst TNO voor een aantal dominante sectoren belangrijke opties waarmee de energietransitie kan worden versneld. Het richt zich daarbij op de sectoren elektriciteit, industrie, gebouwde omgeving en mobiliteit, samen verantwoordelijk voor meer dan tachtig procent van de Nederlandse broeikasgasemissies. Ook wordt aandacht besteed aan de brandstoffen voor de internationale lucht- en scheepvaart en aan het verminderen van consumptie als aangrijpingspunt voor reducties in de onderzochte sectoren.

De studie biedt per sector een overzicht wat er nodig is om de energietransitie te versnellen. Waar zijn er al oplossingen voorhanden, waar zijn ze geïdentificeerd maar nog niet in gang gezet en op welke punten moeten er nog oplossingen worden ontwikkeld?

Gebrek aan mensen

Het oplossen van het gebrek aan mensen om de transitie te realiseren in de elektriciteitssector en in de gebouwde omgeving is cruciaal om de energietransitie te versnellen, stelt TNO in de whitepaper. Verder moet een nieuw marktmodel in de elektriciteitssector voorkomen dat de overgang naar zonne- en windenergie stagneert. Voor de verduurzaming van de industrie en de lucht- en scheepvaart is nog veel nieuwe technologische innovatie nodig. In de elektriciteitssector is het versneld aanleggen van netwerkcapaciteit een manier om sneller over te schakelen op schone energie.

Voor alle sectoren is ook de reductie van de consumptie belangrijk om sneller te verduurzamen, door een combinatie van gedrags- en systeemverandering. Ook het vroegtijdig en serieus betrekken van burgers bij klimaatbeleid, energieprojecten in de leefomgeving en de verduurzaming van huizen kan de transitie versnellen.

Download hier de whitepaper van TNO.

Het groene waterstof proefproject PosHYdon krijgt 3,6 miljoen euro uit het Demonstratie Energie- en Klimaatinnovatie (DEI+) subsidiefonds. PosHYdon is de eerste offshore groene waterstofpilot op een operationeel platform ter wereld. Met deze subsidie kan het consortium met de pilot van start gaan.

PosHYdon integreert drie energiesystemen op de Noordzee: offshore wind, offshore gas en offshore waterstof en zal plaatsvinden op het Q13a-A platform van Neptune Energy. Dit producerende productieplatform is het eerste volledige geëlektrificeerde platform op de Nederlandse Noordzee en ligt circa dertien kilometer voor de kust van Scheveningen.

Om groene waterstof te kunnen maken, zal zeewater op het platform worden omgezet in gedemineraliseerd water. Dit water wordt vervolgens door middel van elektrolyse omgezet in waterstof. Daarbij wordt stroom van wind gebruikt om deze groene waterstof te produceren. De pilot heeft als doel om ervaring op te doen met het integreren van werkende energiesystemen op zee en het vervaardigen van waterstof in een offshore omgeving. Daarnaast testen de onderzoekers de efficiency van een elektrolyzer met een variabele voeding vanuit offshore wind en bouwt men kennis op in de kosten, van zowel de installatie offshore als van het onderhoud.

De groene waterstof zal worden bijgemengd met het gas en via de bestaande gaspijpleiding richting de kust getransporteerd worden. De 1 MW electrolyser zal maximaal 400 kilo groene waterstof per dag produceren.

Systeemintegratie Noordzee

René Peters, Business Director Gas Technologies TNO: ‘PosHYdon is het ultieme voorbeeld van systeemintegratie op de Noordzee. In veel studies wordt waterstof ‘the missing link’ voor de energietransitie genoemd en wordt er veel over de mogelijkheden gesproken. Maar hier, voor de kust van Scheveningen, gaat het daadwerkelijk plaatsvinden. PosHYdon zal ons veel leren over de te zetten vervolgstappen richting grootschalige groene waterstofproductie op zee.’

Peters vervolgt: ‘Groene waterstofproductie offshore maakt het ook mogelijk dat grootschalige windparken ver op zee kunnen worden ontwikkeld. Offshore elektrolyzers zetten dan windenergie direct om naar groene waterstof, dat vervolgens via bestaande gasinfrastructuur de kust bereikt. Daardoor kunnen offshore windprojecten sneller gerealiseerd worden tegen significant lagere kosten voor de maatschappij.’

Jacqueline Vaessen, Managing Director Nexstep, nationaal platform voor hergebruik en ontmanteling: ‘Samen met een aantal operators en TNO is dit idee zo’n jaar of twee geleden voortgekomen uit een brainstormsessie van de ‘Re-purpose’ werkgroep binnen Nexstep. Vervolgens hebben we gekeken wat de beste locatie zou zijn en zijn toen op de Q13a-A van Neptune Energy uitgekomen. Aangezien dat platform al geheel middels groene stroom geëlektrificeerd is.’

 

Afgelopen jaar gaven mijnbouwmaatschappijen vergunningen voor de winning van gas met een oppervlak van ruim 5.500 vierkante kilometer terug aan de Nederlandse overheid. Op zee is het bijna 30 procent van het totale oppervlak aan vergund winningsgebied.

Het grootste deel van de winningsgebieden waarvan afstand is gedaan is onderdeel van grotere vergunningsgebieden, maar enkele vergunde winningsgebieden werden in hun geheel teruggegeven. Daarnaast is het gebied met opsporingsvergunningen op zee acht procent kleiner geworden, wat overeenkomt met 915 vierkante kilmeter. Een overzicht van de wijzigingen is te vinden in het Jaarverslag 2020  Delfstoffen en Aardwarmte 2020.

Snijden

Grosso modo waren de inkomsten uit olie- en gaswinning vóór vorig jaar al lager dan vroeger doordat bestaande velden leeg raken. Dat noopte de bedrijven om de lopende vergunningskosten te beperken tot de bestaande velden. In 2020 zijn de mijnbouwmaatschappijen verder gaan snijden in de kosten. De belangrijkste reden daarvoor is de zeer lage gasprijs van vorig jaar als gevolg van covid-19.

De coronacrisis bemoeilijkte tegelijkertijd het winnen van gas doordat personeel en materiaal lastiger op locatie waren te krijgen. Om kosten te minimaliseren, zullen olie- en gasbedrijven ook de komende twee à drie jaren weinig investeren in nieuwe gasvelden. Tegelijkertijd neemt het aantal investeringen ook af door beperkingen rond de NOx-uitstoot, die de boorkosten opdrijven.

Transitie

Gaswinning in Nederland is nodig om de transitie van fossiele naar duurzame energie de komende jaren mogelijk te maken. Tot er voldoende alternatief is zal de inzet van gas vanwege de grote toename in flexibele energieopwekking nodig zijn. Met name om vraag en aanbod op de energiemarkt te balanceren en de gebouwde omgeving van warmte te voorzien. Naar verwachting duurt de transitie nog zeker twintig jaar.

Door Nederlands gas te gebruiken als er geen alternatieven zijn, hoeft ons land geen gas te importeren. Wat de uitstoot van broeikasgassen beperkt. Bovendien Nederland daarmee minder afhankelijk van andere landen.

Langere termijn

Het is goed voorstelbaar dat mijnbouwmaatschappijen na  een aantal jaar weer meer investeren in de winning van olie en gas op de Noordzee. Verschillende factoren dragen daaraan bij. Allereerst nam de Tweede Kamer de verruiming van de investeringsaftrek aan, waardoor investeringen goedkoper worden. Bovendien is er een grote lokale gasvraag na sluiting van het Groningenveld. Daarnaast kan hergebruik van uitgeproduceerde velden financiële ruimte en motivatie geven om ook in gaswinning actief te blijven.

Het kabinet Rutte III maakt 18,3 miljoen euro vrij voor versterking van de onderzoeksfaciliteiten gericht op de energietransitie. TNO EnergieTransitie gebruikt het geld voor het oprichten van vijf onderzoekslaboratoria. Onderzoeksgebieden zijn nieuwe generatie zonne-energietoepassingen, afvang en hergebruik van CO2, industriële elektrificatie, industriële droogtechniek en de ecologische en veiligheidseffecten van zonne- en windenergieprojecten.

De onderzoeksfaciliteiten moeten een bijdrage leveren aan de versnelling van de energietransitie. Maar ook aan verbetering van de kennispositie van het Nederlands bedrijfsleven en aan de bedrijvigheid en werkgelegenheid. De vijf onderzoekslaboratoria ontwikkelen en testen verschillende pilot- en demonstratieprojecten met potentie voor opschaling.

Eric Wiebes, Minister van Economische Zaken en Klimaat: ‘Ook in deze onzekere tijden is het belangrijk om te investeren in versnelling van de energietransitie. Door slimme inzichten, technieken en toepassingen uit de wetenschap in samenwerking met Nederlandse bedrijven in de praktijk te testen, kunnen wij nieuwe bedrijvigheid en banen creëren. Die kunnen een impuls geven aan een duurzaam herstel van de Nederlandse economie.’

Paul de Krom , Voorzitter Raad van Bestuur/CEO TNO: ‘De faciliteiten leveren door de innovaties en een nauwe samenwerking met het Nederlandse bedrijfsleven, overheid en andere kennisinstellingen een substantiële bijdrage aan de klimaatdoelen en concurrentiepositie van Nederland. Zo willen we in de zonne-energieketen door onderzoek en innovatie de productie van de volgende generatie zonne-energie toepassingen voor integratie in onze leefomgeving, weer naar Nederland toetrekken.’

TNO opent de volgende vijf labs:

  1. Mass Customization Lab Solar

Dit lab onderzoekt de volgende generatie zonne-energietoepassingen (halffabricaten) met een hoog rendement. Voor toepassing in de gebouwde omgeving, de infrastructuur en voer- en vaartuigen.

  1. Negative Emissions Technology Lab (NET-LAB)

In het NET-LAB creëert TNO een test- en demonstratie omgeving  voor negatieve emissie-technologieën.

  1. Het Fieldlab Industriële Elektrificatie

Dit onderzoekslab wordt samen met Deltalinqs, FME, Havenbedrijf Rotterdam, InnovationQuarter en Voltachem in de haven van Rotterdam vormgegeven. Het lab is gericht op integratie, demonstratie en verbetering van Power-to-Heat technologie, Power-to-Chemicals/-Fuels en CO2 hergebruik technologie.

  1. Het Mollier Lab

Het onderzoek in het Mollier Lab richt zich op innovatieve en energie-efficiënte industriële droog- en ontwateringstechnologieën.

  1. Environmental Impact and Safety Lab for Renewable Energy

In dit (mobiele) lab kan de impact van windturbines en zonneparken op de ecologie van land en water worden vastgesteld.

E-fuels kunnen een belangrijke rol spelen in het terugdringen van de CO2-uitstoot van wegtransport over lange afstand, luchtvaart en scheepvaart. Dat blijkt uit onlangs afgerond onderzoek van VoltaChem, TNO en SmartPort.

VoltaChem, TNO en SmartPort onderzochten samen met marktpartijen de meest kansrijke e-fuels voor zware transporttoepassingen. Het onderzoek toonde aan dat synthetische methanol, -diesel en -LNG de meest geschikte opties zijn voor wegtransport over lange afstand en de scheepvaart. Voor de grote vaart is ook synthetische ammoniak een belangrijke optie. Voor de luchtvaart voldoet alleen e-kerosine. Alhoewel groene waterstof nodig is om e-fuels te produceren, is het verder beperkt toepasbaar voor zwaar transport.

Vergroening

‘De transportsector is verantwoordelijk voor 23 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot, stelt Richard Smokers van TNO, een van de auteurs van het whitepaper. ‘Bijna driekwart hiervan komt van het wegtransport en zo’n tien procent van de luchtvaart en zeevaart. Deze uitstoot moet voor 2050 met 95 procent omlaag om de klimaatdoelen te halen. Deze sectoren moeten zich daarom drastisch vergroenen. E-fuels bieden een uitweg zolang de gehele keten de benodigde stappen zet en de productie en investeringen in de bijbehorende infrastructuur verhoogt.’

E-fuels

In het onderzoek is vanuit gebruikersperspectief gekeken naar de mogelijkheden van groene waterstof, en de e-fuels e-methanol, e-diesel, e-ammoniak, e-LNG en e-kerosine. Deze e-fuels hebben, net als groene waterstof, nauwelijks uitstoot. Ze worden namelijk geproduceerd met elektriciteit uit duurzame bronnen en circulaire koolstofdioxide.

Wegvervoer

Uit het onderzoek blijkt dat voor vrachtvervoer over de weg groene waterstof alleen bruikbaar is voor kortere en middellange afstanden. Voor zwaar wegtransport over lange afstanden zijn e-fuels beter geschikt vanwege hun hoge energiedichtheid. Waardoor kleinere goedkopere tanks nodig zijn. Ook zal het gebruik van waterstof waarschijnlijk duurder zijn dan synthetische methanol, -diesel en -LNG. Met name de hoge kosten voor tankinfrastructuur en voertuigen spelen hier mee. E-ammoniak wordt op dit moment te gevaarlijk geacht voor wegvervoer.

Scheepvaart

Voor de scheepvaart is waterstof alleen praktisch toepasbaar voor korte afstanden en veerdiensten. Met name voor zeetransport over lange afstanden is E-ammoniak interessant. Synthetische methanol, -diesel en -LNG zijn interessante opties voor zowel binnenvaart als zeevaart.

Luchtvaart

Voor de luchtvaart blijkt e-kerosine de enige haalbare optie. Alle brandstoffen die significant verschillen van kerosine vallen af, omdat ze vanwege hun lagere energiedichtheid grotere brandstoftanks nodig hebben. Dit levert een te groot verlies aan passagiers- en laadcapaciteit op.  Daarnaast zou er geïnvesteerd moeten worden in volledig nieuwe vliegtuig- en motorontwerpen.

Productie én import

Om de in Nederland benodigde hoeveelheden e-fuels voor zwaar transport te produceren, verwacht men dat er meer dan 2000 petajoule aan elektriciteit nodig zal zijn en behoorlijk wat ruimte. Martijn de Graaf van VoltaChem licht toe: ‘Bij concentratie van die activiteiten in Rotterdam, is er voor fabrieken een oppervlakte nodig die zestig procent van Maasvlakte 2 beslaat. En voor de duurzame energievoorziening een deel van de Nederlandse Noordzee. Gezien die eisen en dure aanpassing van de infrastructuur is import van groene elektriciteit, waterstof of synthetische brandstoffen bijna onvermijdelijk. Dit heeft weer gevolgen voor het raffinagecluster in Rotterdam. Hoewel 2050 ver weg is, moeten we ons daar nu al op voorbereiden.’

Actie gehele keten nodig

Om de inzet van e-fuels voldoende op te schalen, moeten er zowel wereldwijd als op EU-, nationaal en regionaal niveau stappen worden gezet door de gehele keten. Smokers: ‘Zo zouden overheden op termijn, naast biobrandstoffen, het gebruik van e-fuels moeten bevorderen. Dit zou kunnen met beprijzing van CO2-emissies door de hele keten en verplichte bijmenging van duurzame brandstoffen. Daarnaast zouden havens productie en levering van e-fuels expliciet moeten opnemen in hun ruimtelijke planning en in hun internationale import- en export-strategie.’

Offshore waterstofproductie, elektrificatie van productieplatforms en het ondergronds opslaan van kooldioxide in de Noordzeebodem dragen allemaal bij aan verduurzaming van het energiesysteem. Dat concludeert TNO in zijn rapport North Sea Energy: Unlocking the potential of the North Sea. Als bestaande assets worden gekoppeld aan nieuwe projecten, kan dit volgens TNO miljarden euro’s besparen.

Een belangrijk deel van het fundament voor het toekomstig energiesysteem op en rond de Noordzee wordt het komende decennium gelegd. Voor enkele concepten, bijvoorbeeld voor platformelektrificatie en CCS, is een positieve business case al mogelijk op de korte termijn. Maar dit is alleen mogelijk als de overheid duidelijke en duurzame marktcondities stelt. Voor andere onderzochte concepten, zoals power-to-x, offshore waterstofproductie op platforms en energie-eilanden, lijkt een positieve business case zich na 2030 aan te dienen.

Waterstof

Onderzoek van RUG-hoogleraar Catrinus Jepma toonde al eerder aan dat offshore productieplatforms een rol kunnen spelen in de aanlanding van offshore windenergie. Door de stroom eerst in waterstof om te zetten, kan bestaande gasinfrastructuur worden hergebruikt voor waterstoftransport. Inmiddels experimenteert Neptune al met offshore waterstof. In 2021 verwacht men de één megawatt elektrolyser te kunnen opstarten. Voordat deze vorm van groene waterstof echter op grote schaal kan worden ingevoerd zullen ook op land de nodige aanpassingen moeten worden gemaakt.

Als na 2030 een volwassenere waterstofmarkt ontstaat, kunnen zelfs energie-eilandjes worden aangelegd. Deze vormen een energiehub in de Noordzee voor zowel elektriciteit als waterstof. Behalve energietransport, zouden de eilanden ook energieopslag kunnen faciliteren.

De meeste offshore energie zal echter nog steeds als elektriciteit de kust bereiken, zo verwachten de onderzoekers. Met name de prijsverschillen in offhsore en onshore installaties maken de businesscase voor offshore waterstofproductie lastiger.

Elektrificatie

Een grotere kans voor de nabije toekomst zien de onderzoekers in elektrificatie van de productieplatforms. De platforms gebruiken tot nog toe aardgas voor het verwerken en comprimeren van aardgas. Wanneer de platforms offshore windenergie inzetten, scheelt dit tonnen CO2 en stikstof-emissies. De onderzoekers verwachten bovendien nog een verlengde rol voor de platforms als ze worden ingezet om kooldioxide onder de grond te stoppen (CCS). Daarmee voorkomen ze dat deze vorm van emissiebeperking op zijn beurt weer emissies veroorzaakt.

Regie

Regievoering op nationaal en internationaal niveau is wel nodig om de energiefuncties op de Noordzee te integreren. Zo zijn er belangrijke marktbarrières en belemmeringen op het gebied van wet- en regelgeving die een oplossing behoeven.

Internationale samenwerking is ook van groot belang bij het uitrollen van nieuwe energie-infrastructuur en het identificeren en behouden van bestaande infrastructuur met strategische functie in het toekomstig energiesysteem. Het onlangs gesloten Nederlandse Noordzee-akkoord biedt een logisch uitgangspunt voor de noodzakelijke coördinatie en samenwerking op de Noordzee.

TNO neemt octrooien op het gebied van bio-aromaten over van het Nederlandse chemische technologiebedrijf Avantium. TNO versterkt hiermee haar Biorizon-programma.

Aromatische verbindingen zijn belangrijke bouwstenen voor de chemische industrie. Ze worden onder meer gebruikt in medicijnen, plastics, kleurstoffen en smaakstoffen. Op dit moment worden vrijwel alle aromatische verbindingen gewonnen uit aardolie, maar ze kunnen ook uit biomassa worden gehaald. Dit vermindert de afhankelijkheid van aardolie, leidt tot minder CO2-uitstoot en biedt een duurzaam perspectief voor de chemische industrie.

Verf

TNO en  Avantium werken sinds 2013  nauw samen in aromatenonderzoek op basis van biomassa. Dat gebeurt in Shared Research Center Biorizon. Met het overnemen van de octrooien maakt TNO naast uitbreiding van het aantal bio-aromaten ook de ontwikkeling van nieuwe productieroutes mogelijk. Bio-aromaten openen de weg naar nieuwe toepassingen en nieuwe producteigenschappen zoals verf met een hogere UV-stabiliteit.

EnergieTransitie onderzocht  de haalbaarheid van het ombouwen van industriële gasketels naar hybride ketels met elektrische elementen. Uit het onderzoek blijkt dat ketels met een thermisch vermogen van 5-20 MW potentieel geschikt zijn om te retrofitten met een capaciteit tussen 13 en 25 procent van het huidige vermogen.

Binnen industriële bedrijven, glastuinbouw en bijvoorbeeld ziekenhuizen wordt voor de warmte/stoomvoorziening momenteel voornamelijk gebruik gemaakt van gasgestookte boilers of Warmte Kracht Centrales die CO2 en NOx uitstoten. Door elektrificatie zou een ketel langer kunnen draaien met dezelfde uitstoot of korter met een lagere uitstoot en daarmee effectiever werken.

Er zijn verschillende manieren om deze warmtevoorziening te elektrificeren en te verduurzamen, waarbij meestal wordt gekeken naar het plaatsen van een elektrische boiler, parallel aan of als vervanging van de bestaande gasketel. Een andere optie is het retrofitten van een bestaande gasboiler. Hierbij wordt een elektrisch weerstandselement in het boilervat geplaatst.

Technische haalbaarheid

Uit het onderzoek blijkt dat alleen gasgestookte vlampijpketels geschikt zijn voor retrofit. Daarnaast heeft een ketel minimaal een thermisch vermogen van 5 MW nodig om potentieel geschikt zijn om te retrofitten. Ketels met een lager thermisch vermogen zijn te klein om een elektrisch element te plaatsen. Voor ketels <20 MW is het mogelijk om door middel van een retrofit tot 10% van het thermische vermogen te elektrificeren. Bij ketels met groter vermogen neemt dit percentage af omdat beschikbare elektrische elementen tot een bepaalde maximale lengte kunnen worden toegepast. Voor gasgestookte vlampijpketels met een thermisch vermogen van 5-20 MW is het retrofit concept technisch haalbaar.

Economisch haalbaarheid

De investeringskosten voor het retrofitten van een bestaande gasketel zijn vergelijkbaar met de kosten voor het installeren van een 1 MW elektrische weerstandsboiler. De kosten voor de hardware zijn lager bij een retrofit, echter de ombouw leidt tot extra keuringen aan de boiler die tot extra kosten leiden. Daardoor is het alleen gunstig om een retrofit uit te voeren als er onvoldoende ruimte is voor het plaatsen van een elektrische boiler.

Uit het onderzoek blijkt dat de business case voor het plaatsen van 1 MW elektrificatie, door retrofit, in een proces met een constante warmtevraag niet positief is. Dit komt ten eerste doordat het toegenomen elektriciteitsverbruik leidt tot hogere kosten voor netbeheerder door capaciteitstarieven. Daarnaast is voor warmteproductie in de huidige situatie de gasprijs gunstiger dan de elektriciteitsprijs. Additionele inkomsten door middel van flexibiliteitsdiensten leveren onvoldoende op om de investering binnen 10 jaar terug te verdienen.

Het onderzoek deed EnergieTransitie samen met een consortium met Eneco, Cal Trading, Huikeshoven, LTO Glaskracht en MVO (ketenorganisatie voor oliën en vetten).