Tender regeling EBI – Joint Industry Programs Amersfoort, 19 juni 2014

Visie op Energiebesparing in de Industrie; de rol van innovatie Waarom? EBI Visie op Energiebesparing in de Industrie; de rol van innovatie   Met het net gesloten nationale energie akkoord heeft Nederland ook besparingsambities voor de industrie vastgelegd. Deze “ambities van de sectoren tellen op tot een totale energie efficiëntieverbetering in 2030 van circa 230 PJ per jaar en 15 Mton CO2-reductie per jaar binnen de bedrijven. Daarnaast hebben de sectoren een nog grotere ambitie neergelegd voor het energie-efficiënter maken van totale productieketens en regionale industriële clusters”. De industrie heeft aangegeven deze ambities zelf te willen implementeren en de verantwoordelijkheid daarvoor te dragen. Verder zegt het akkoord; “Er zijn verschillende barrières, die belemmerend werken op het nemen van energiebesparende maatregelen binnen bedrijven en op het nemen van energiebesparende maatregelen waarvoor samenwerking tussen partijen nodig is in productieketens en/of regionale clusters. Oorzaken zijn 1) financiële barrières, 2) kennisbarrières, 3) organisatorische barrières en 4) onzekerheden en gepercipieerde risico’s die het nemen van maatregelen bemoeilijken. Om het maximale resultaat te bereiken moet de aanpak aangrijpen op elk van de barrières”.  Het Energiebesparing in de Industrie (EBI) programma bespaart in 2020 20% energie en creëert 11.000 nieuwe banen. De fundamenten hiervoor zijn gelegd in het Nationaal Energie Akkoord. Met dit programma initieert, ondersteunt en faciliteert TKI-ISPT de procesindustrie om innovatieve technologie in gebruik te nemen, om nieuwe vormen van samenwerking en innovatieve vormen van risicomitigatie en financiering in bestaande én in nieuwe ketens te exploreren. Bovendien gaat de procesindustrie substantieel bijdragen aan het ‘afvlakken’ van het duurzame energieaanbod. ISPT continueert het beproefde model waarbij bedrijven en kennisinstellingen in clusters technologie ontwikkelen conform de principes van open innovatie.

De ambitie van het programma Energie Besparing in de industrie Thema Programma Project De ambitie van het programma Energie Besparing in de industrie 2% besparen per jaar; 20% in 2020, 30% in 2030 11.000 banen in 2020, 42.000 in 2030 De ambitie voor 2030 30% reductie van industrieel energieverbruik en broeikasgasemissies. Uitbouw van banen in de procesindustrie en de toeleverende sector. Doelstelling is het aantal banen uit te breiden naar 332.000, bij de grote bedrijven en het MKB, tegenover ongeveer 290.000 in2013 De ambitie voor 2020 20% reductie van industrieel energieverbruik en broeikasgasemissies. Behoud van banen in de procesindustrie en de toeleverende sector; Op dit moment krimpt het aantal banen met ongeveer 4.500 per jaar. Door dit programma zal een deel daarvan worden voorkómen. Ambitie van TKI-ISPT is 11.000 nieuwe banen, waarvan een groot deel bij het MKB.

Totaal ≈ 3500 PJ Energie verbruik in Nederland Thema Programma Project Energie verbruik in Nederland Totaal ≈ 3500 PJ Functie Sectoren In 2011 waren er 797.000 banen in de industrie en is 317 Miljard Euro omzet gerealiseerd.

Van suikerbiet naar suiker Wat en waarom? EBI Van suikerbiet naar suiker CO2 uitstoot Afval water en -warmte NU geen uitstoot STRAKS Hoog energie verbruik Efficiënter energie gebruik Hergebruik van water Hergebruik van warmte en gassen

Inzet Energie innovatiemiddelen 2014 Hoe? EBI Inzet Energie innovatiemiddelen 2014 Programmalijnen Fundamenteel Toegepaste R&D Piloting Totaal Besparing Nieuwe generatie scheidingstechnologie als vervanging van energie intensieve destillatie en regeneratie - 1.000.000 2.000.000 18 tot 35 PJ/jaar. Intensificeren van processen en optimaliseren van warmte- en stofoverdracht 400.000 15 PJ/jaar Energie-efficiënte manier van gasscheiding en gasbehandeling 300.000 Energie efficiënt hergebruik van waardevolle componenten uit waterstromen 800.000 5 PJ/jaar Nieuwe generatie systemen van warmte(her)gebruik 99 PJ/jaar Betrouwbare, rendabele en energie zuinige droog en ontwateringsprocessen 20 PJ/ jaar   3.500.000 5.500.000 NWO calls Interne ISPT call Tender via AgNL Er zijn 6 programmalijnen gedefinieerd binnen het programma Energie Besparing in de Industrie. In 2014 ligt de focus op de programmalijnen Nieuwe generatie scheidingstechnologie als vervanging van energie intensieve destillatie en Nieuwe generatie warmtegebruik systemen. Hierbinnen wordt zowel een programma voor toegepaste R&D opgestart als een pilotprogramma.

Hoe? Waar werken we aan: WAT? Wat en waarom? EBI Waar werken we aan: WAT? Nieuwe generatie systemen voor warmte(her)gebruik Restwarmte opwaarderen naar proceswarmte Koppelen van vraag en aanbod en werken aan energiebuffering Nieuwe generatie scheidingstechnologie als vervanging van energie intensieve destillatie en regeneratie Levert op in 2020: 99PJ pr jr 2,5mrd omzet WAAROM? 35PJ per jr 0,8mrd omzet Met behulp van HOE? Developmentprogramma Warmtepompen (XX extra omzet) Hoe? Developmentprogramma Membranen Hidic Concentric tube colum Sewegs technologie

Wat en waarom? Wat? EBI EBI WAT? Waar werken we aan: Betrouwbare, rendabele en energie zuinige droog en ontwateringsprocessen Intensificeren van processen en optimaliseren van warmte- en stofoverdracht Energie efficiënt hergebruik van waardevolle componenten uit waterstromen Levert op in 2020: 20PJ per jr 1,3mrd omzet 15PJ per jr 1,0mrd omzet WAAROM? 10PJ per jr Met behulp van HOE? Vortex Chamber Membranen Reactoren

Energie-efficiënte manier van gasscheiding en gasbehandeling Wat? EBI Waar werken we aan: Energie-efficiënte manier van gasscheiding en gasbehandeling Levert op in 2020: 18PJ per jaar Met behulp van: Membranen PAS Pilot unit Reactor/vaste stof sorbent

Voorbeelden onderzoek

Thema Programma Project Programmalijn: Nieuwe generatie scheidingstechnologie als vervanging van energie intensieve destillatie 2. Toegepast onderzoek Wat zijn de opties die worden onderzocht om dit doel te bereiken (TRL 3-6)? Onderwerpen TRL Impact (PJ per jaar) Warmte geïntegreerde destillatie: HIDiC, 50% energiebesparende destillatietechnologie. 3-6 11-20 PJ Nanofiltratiemembraantechnologie om moleculen van verschillende grootte te scheiden. Gestart begin 2013. 7-15 PJ Sorptie en membraantechnologie voor energie efficiënte oplosmiddel en productterugwinning. Te starten eind 2013/begin 2014 Doel van warmte geïntegreerde destillatie is de optimalisatie van interne warmtehuishouding, scheidingsprestatie en energieprestatie van het destillatieproces. Technologieopties zijn koppeling van specifieke warmtepompen (zie ook Utilities) of innovatieve destillatie kolommen al (HIDiC concept) dan niet in combinatie met extractie (extractieve dividing wall column). Oplossingen zijn in principe geschikt voor retrofit toepassing. Potentiele energiebesparing voor specifieke kolommen in NL is 11 tot 20 PJ/jaar, afhankelijk van de uitvoeringsvorm. Bij destillatie wordt gescheiden door een energie-intensieve faseovergang. Alternatieven hiervoor zijn nanofiltratiemembraantechnologie, pervaporatietechnologie en gebruik van sorbentia al dan niet in combinatie met destillatie (hybride systemen). Het energiebesparingspotentieel NL wordt geschat op 7 tot 15 PJ/jaar

Thema Programma Project Programmalijn : Intensificeren van processen en optimaliseren van warmte- en stofoverdracht 2. Toegepast onderzoek Klassieke industriële processen worden gekenmerkt door onvoldoende controle over exacte procesomstandigheden en niet-optimale warmte- en stofoverdracht. Dit leidt tot ongewenste bijproducten en restwarmte, wat weer aanvullende (energie-intensieve) opwerking vereist in down stream processing. Door middel van procesintensificatie kunnen functies , warmte- en stofoverdracht worden geoptimaliseerd. Procesintensificatie is gericht op een paradigmaverandering in procestechnologie: in plaats van te denken in afzonderlijke unitoperaties, worden reactie, scheiding, warmte en massaoverdracht gecombineerd in een bij voorkeur in sterk geminiaturiseerde multifunctionele reactoren. Hierdoor kunnen reacties worden uitgevoerd met sterk verhoogde efficiëntie en selectiviteit. Wat zijn de opties die worden onderzocht om dit doel te bereiken (TRL 5-6)? Onderwerpen TRL Impact (PJ per jaar) Membraan reactors en contactors: directe selectieve verwijdering van producten of toevoeging van reactanten met behulp van membranen. 3-6 1,5-2 Batch gewijze processen omzetten naar continue processen door het inzetten van reactoren die continu draaien met kleine hoeveelheden bijvoorbeeld m.b.v. spinning disk reactoren, micro channel reactoren. 3-5 Sorption enhanced reactors : directe selectieve verwijdering van producten of toevoeging van reactanten met behulp van adsorbentia. Verkennend gestart in 2013.

Thema Programma Project Programmalijn: Energie-efficiënte manier van gasscheiding en gasbehandeling 2. Toegepast onderzoek: De energieconsumptie van het winnen van aard- en biogas voor methaanvoorziening lag in 2011 rond de 42 PJ. Zonder nieuwe concpeten zal deze consumptie toenemen bij een afnemende productie. De R&D richt zich op kleinschalige, flexibele en kosteneffectieve systeemoplossingen. Het doel is van het cluster is het energie- verbruik van de scheidingsprocessen met 30% te verminderen, hetgeen overeenkomt met ~5PJ/jaar: het potentieel van de in onderzoek genomen opties. Nieuwe concepten gebaseerd op bestaande technologieën, voor de terugwinning van waardevolle onderdelen uit afvalgassen zijn vereist om deze moeilijke zuiveringsstappen uit te gaan voeren. Doel is om op deze wijze op energie-efficiënte productie van basis bouwsteen voor de chemische industrie te bewerkstelligen. Binnen een haalbaarheidsstudie gaat dit onderzocht worden. Wat zijn de opties die worden onderzocht om dit doel te bereiken (TRL 5-6)?

Thema Programma Project Programmalijn: Verwijderen van waardevolle componenten uit waterstromen, en ontwikkelen van alternatieven voor huidige energie-intensieve behandelingsmethoden zoals verdamping 2. Toegepast onderzoek: Behandeling van (industrieel) proceswater is een energie-intensief proces. Dit cluster richt zich op nieuwe technologieën gericht op verwijdering van waardevolle componenten uit waterstromen, en alternatieven voor huidige energie-intensieve behandelingsmethoden zoals verdamping. Het besparingspotentieel bedraagt 10 PJ/jaar. Het potentieel van het huidig portfolio wordt geschat op 5 PJ/jaar. Bij succes zal de extra werkgelegenheid kunnen oplopen tot enkele honderden fte. Wat zijn de opties die worden onderzocht om dit doel te bereiken (TRL 5-6)? Onderwerpen TRL Impact (PJ per jaar Membraantechnologie voor verwijdering van lage concentraties (3000-3 ppm) koolwaterstoffen uit productiewaterstromen 4 2-3 Verwijdering van mineralen uit water gebaseerde processtromen door toepassing van membraantechnologie en/of geavanceerde extractie 3-6 1-1,5 Winning van waardevolle componenten uit waterige processtromen door middel van membraan en sorptieprocessen.

Programmalijn: Nieuwe generatie warmtegebruik systemen Thema Programma Project Programmalijn: Nieuwe generatie warmtegebruik systemen 2. Toegepast onderzoek Wat zijn de opties die worden onderzocht om dit doel te bereiken (TRL 5-6)? Doelstelling is het verlagen van (fossiel)energiegebruik voor warmte/koude door het koppelen van vraag en aanbod met een set aan gestandaardiseerde (technologische) oplosrichtingen waarbij ook energie kan worden gebufferd (b.v. elektriciteit, fasetransformatie, koude, chemicaliën, druk, ...). Het NL besparingspotentieel wordt geschat op 100 PJ. Onderwerpen TRL Impact (PJ per jaar) Compressie-resorptie warmtepomp voor het opwaarderen van restwarmte van 50°C naar 125°C 4-5 20 Hybride warmtepomp voor het opwaarderen van restwarmte van 90°C naar 180°C 4-6 25 Directe stoomcompressie van vacuüm stoom naar lage-druk stoom 3-5 30 Sorptiewarmtepomp voor droogprocessen 10 Toepassing van restwarmte (> 100°C) voor de productie van koude (< 0°C) 5-6 5 Compacte warmteopslag technologie voor temperatuur range 100 - 250°C 3