Het Klimaatakkoord van Parijs heeft verregaande gevolgen voor het Nederlandse duurzaamheidsbeleid. Een belangrijke doelstelling is om de huidige CO₂-uitstoot terug te dringen naar bijna 0 in 2050. Binnen deze transitie is er een hoofdrol weggelegd voor hernieuwbare elektriciteit. Tegelijkertijd neemt de behoefte aan chemische producten, materialen en brandstoffen voor transport alleen maar toe. Het duurzaam vervaardigen van deze brandstoffen en producten op basis van biomassa en/of CO₂ vormt een grote uitdaging, maar is mogelijk met elektrochemische conversie op basis van elektriciteit uit hernieuwbare bronnen.

Een tweede uitdaging die ontstaat uit de ambitie om meer duurzame energie te produceren, komt voort uit het intermitterende karakter van duurzame energiebronnen. Dit heeft grote gevolgen voor de belasting en het gebruik van ons elektriciteitsnet. De elektriciteitsmarkt is een complex systeem van samenspel tussen netbeheerders, producenten, handelaren, tussenpersonen, consumenten en industriële gebruikers. Net zoals andere goederenmarkten dicteren vraag en aanbod de stroomprijs op de elektriciteitsmarkt. Uniek in de elektriciteitsmarkt is dat de fysieke levering van stroom alleen gedaan kan worden op het moment dat deze in gebruik is. Doordat de wind en zon niet aan- en uitgezet kunnen worden, betekent dat vraag en aanbod in de toekomst geraffineerder op elkaar afgestemd moeten worden. Dit kan bijvoorbeeld door grootschalige tijdelijke opslag van elektriciteit. Op dit moment is dat nog niet op grote schaal mogelijk. De omzetting van elektriciteit in chemicaliën als energiedrager kan hierbij een sleutel vormen tot het oplossen van dit probleem.

Begin deze week publiceerde de adviescommissie Elektrochemische Conversie & Materialen (ECCM) een rapport, waarin zij de topsectoren HTSM, Energie en Chemie adviseren over deze uitdagingen. Wij hebben de belangrijkste conclusies voor u op een rij gezet.

Overleg met een expert
Of bel direct naar: 088 495 20 00

Aandachtsgebieden adviesrapport

De technologie Elektrochemische Conversie & Materialen is essentieel voor de overgang naar een duurzaam energiesysteem. Om de beschreven uitdagingen aan te pakken stelt de adviescommissie de volgende aandachtsgebieden voor:

1. De integratie van elektrolyse en duurzaam waterstof in het energiesysteem en grootschalige chemische processen

Om CO₂-reductie in een stroomversnelling te brengen, is het inzetten van elektriciteit in plaats van fossiele brandstoffen voor het opwekken van waterstof een belangrijke ontwikkeling. Productie door elektrolyse met behulp van duurzame elektriciteit concurreert op dit moment qua kosten niet met de conventionele productie uit aardgas. Er moet daarom een goedkopere manier komen om CO₂ uit de lucht te halen.

2. Innovatieve elektrochemie en materiaalkunde

De adviescommissie ziet een grote rol voor elektrochemie binnen de energietransitie. Vooral voor de duurzame omzetting van CO₂ in brandstof en plastics, de omzetting van stikstof in ammoniak, de energieopslag in accu’s en het elektrochemisch vervaardigen van hoogwaardige chemicaliën en materialen. Er liggen dan ook grote kansen voor het ontwikkelen van (foto) elektrochemische reactoren, die toegang kunnen geven tot reacties met een bijzondere selectiviteit of kinetiek. De ontwikkeling van deze innovatieve elektrochemische processen is afhankelijk van de ontwikkeling van nieuwe materialen. Daarom is er op zowel laboratorium als commerciële schaal, bereiding en karakterisering van geavanceerde materialen zoals membranen en elektroden nodig.

3. Meer focus op opleiding en kennisuitwisseling

Op het gebied van elektrochemie en electrochemical engineering ontbreekt een samenhangende landelijke ‘community’. Daarnaast is het opleiden van nieuwe mensen beperkt. Investeringen in onderzoek en opleidingen zijn daarom van cruciaal belang.

Financiering van projecten

Om het advies te implementeren stelt de commissie een budget van minimaal € 20 miljoen per jaar voor, voor de doorontwikkeling van bestaande kennis en technologie. Dit budget is ook bedoeld voor investeringen in onderzoek waarvan de implementatie langer dan tien jaar is. Daarnaast adviseren zij om € 200 miljoen per jaar beschikbaar te stellen voor investeringen in kleinschalige proeftuinen en grootschalige open-access pilots.

Sluit het rapport aan bij de praktijk?

Wij hopen van harte dat de nieuwe regering de aanbevelingen van de commissie overneemt. In de praktijk zien wij regelmatig projecten die uitstekend passen binnen het genoemde innovatieprogramma in Annex A van het adviesrapport. Het is voor ondernemers echter soms lastig om de subsidies aan te trekken die nodig zijn om de projecten te kunnen uitvoeren. Een voorbeeld hiervan is het MIT R&D programma, waarin ondernemers gezamenlijk een innovatie ontwikkelen, maar waarbij de focus vaak te veel ligt op valorisatie en marktpotentie op de korte termijn. Hierdoor is het voor ondernemers een uitdaging om projecten met een fundamenteler karakter gefinancierd te krijgen.

Een tweede belangrijke opmerking in het rapport is dat in Nederland ervaring ontbreekt met grootschalige commerciële waterelektrolyse (<10 MW), benodigd om voldoende economy of scale effecten te realiseren. Dergelijke grootschalige projecten vragen om een grote investering, grofweg € 1 miljoen per MW vermogen voor alleen de installatie. Zonder subsidie vormt een dergelijke investering nog een onoverbrugbare horde richting implementatie. Subsidies op de investering helpen om de kosten omlaag te brengen en daardoor de markt sneller te laten groeien. Nederlandse bedrijven kunnen hierbij wel beroep doen op het Europese FCH-JU programma. Afgelopen jaar is binnen dit programma één voorstel gehonoreerd voor een 10 MW installatie met € 10 miljoen subsidie, maar de concurrentie voor deze trajecten is hoog. De Nederlandse partijen vielen afgelopen ronde buiten de boot, waardoor ons land nog steeds op achterstand staat. De DEI-regeling is een alternatief, maar met een maximale subsidie van € 6 miljoen is het bijzonder lastig om een positieve business case voor dit soort type investeringen te ontwikkelen. Met de voorgestelde € 200 miljoen per jaar voor investeringen in kleinschalige proeftuinen en grootschalige open-access pilots, is het mogelijk om de achterstand met op name Duitsland en Noorwegen in te lopen.

Tot slot adviseert de commissie om binnen de bestaande opleidingen meer aandacht te besteden aan elektrochemie en electrochemical engineering. Het vooringenomen plan van NWO om komend jaar zogeheten industrial doctorates in het leven te roepen, waarbij promovendi hun onderzoek bij bedrijven uitvoeren, kan daarbij ook een geschikt financieringsinstrument vormen.

dr. Bram van Weerdenburg
Consultant Chemie

Overleg met een expert
Of bel direct naar: 088 495 20 00