De Nederlandse industrie speelt een belangrijke rol in onze economie en samenleving. Tegelijk is zij verantwoordelijk voor ongeveer veertig procent van de uitstoot van broeikasgassen in ons land. In het Klimaatakkoord is daarom afgesproken dat de industrie verduurzaamt. Dit is Missie C: een klimaatneutrale en circulaire industrie in 2050. Dit is alleen mogelijk in een industrieel systeem bestaande uit nieuwe en vernieuwde ketens waarin de energiehuishouding CO₂-vrij is en koolstof circulair gebruikt wordt.
Dit Innovatieprogramma gaat over het eerste deel daarvan: een CO₂-vrije industriële energiehuishouding. Het MMIP 7 Innovatieprogramma schetst wat innovatie op dit thema kan bijdragen aan de missie en welke innovatieopgaven daarvoor op korte termijn moeten worden opgepakt. TKI Energie en Industrie ondersteunt gericht ondernemers en wetenschappers bij het ontwikkelen van de innovaties die bijdragen aan deze opgaven.
Naar een CO₂-vrije industrie
De Nederlandse industrie stootte in 2020 54,1 Mton CO₂-equivalent aan broeikasgassen uit. Rond de 80 procent van de energiebehoefte van de industrie betreft warmte, de rest vooral aandrijvingen. De warmtebehoefte zit vooral bij de petro chemische procesindustrie, kunstmestproducenten, raffinage en staalproductie met hun veelal hogetemperatuurprocessen maar ook bij andere industrie die lagere (maar nog steeds hoge) temperaturen gebruikt, zoals de fijnchemie en voedingsindustrie. In deze warmte voorzien we grotendeels met fossiele brandstoffen.
Voor een CO₂-vrije energiehuishouding stappen we van warmte uit fossiele brandstoffen voornamelijk over op de slimme inzet van hernieuwbare elektriciteit, bijvoorbeeld met e-boilers, warmtepompen en groene waterstof. Processen worden efficiënter en industriële warmte wordt waar mogelijk nuttig hergebruikt. Om dit toekomstbeeld te bereiken streven we een aantal parallelle doelen na:
- Verduurzaming warmtebehoefte van < 300 °C (20 MT CO₂-reductiepotentieel).
- Verduurzaming warmtebehoefte van > 300 °C (12 MT CO₂-reductiepotentieel).
- Levering van flexibiliteit in het gebruik van duurzame elektriciteit.
- Nieuwe CO₂-emissievrije productieroutes, scheidingsprocessen en concepten.
- Productie van duurzame waterstof tegen een concurrerende prijs.
Verduurzaming van de energiehuishouding
De innovaties die nodig zijn voor een CO₂-vrije energiehuishouding vallen onder vier thema’s. Samen leiden deze tot een efficiëntere energiehuishouding waarin hernieuwbare energie fossiele vervangt:
- Reduce energieafhankelijkheid. De beschikbaarheid van (duurzame) energie is beperkt. Beperking van het energieverbruik is daarom belangrijk voor de betaalbaarheid, betrouwbaarheid en duurzaamheid van de energiehuishouding. Daarbij zijn er grote rollen weggelegd voor procesefficiëntie en voor flexibiliteit, om de energievraag aan te laten sluiten op de variabele opwek van hernieuwbare energie. Zo gebruiken de papier- en voedingsmiddelenindustrie veel energie voor het drogen en ontwateren van stoffen. Er is veel efficiëntie te winnen door het verdampingsproces conceptueel anders te ontwerpen.
- Re-use energie. Veel industriële warmte wordt op hoge temperaturen gebruikt. Door deze warmte her te gebruiken – binnen de fabriekspoort of daarbuiten – kan de industrie efficiënter opereren en zelfs een warmtebron worden voor de omgeving. Zo kan warmte uiteindelijk na optimaal hergebruik binnen de fabriek gecascadeerd worden en nuttig elders ingezet bijvoorbeeld bij woningen in de omgeving.
- Replace energiedragers. Een groot deel van de huidige energievraag zal ingevuld worden met elektriciteit. Industriële processen elektrificeren dus, bijvoorbeeld met warmtepompen die voor steeds hogere temperaturen geschikt worden gemaakt.Waar nodig, nemen daarnaast hernieuwbare energiedragers de plek over van fossiele. Een deel hiervan zal bestaan uit klimaatneutrale brandstoffen, geproduceerd uit hernieuwbare elektriciteit of andere duurzame bronnen (bijvoorbeeld biobrandstoffen).
- Produce – elektrolytische productie van waterstof. Waterstof en waterstofdragers spelen in de toekomst een belangrijke rol als brandstof, grondstof en leverancier van buffercapaciteit en flexibel vermogen. Waterstofproductie met elektrolysers schaalt snel op. Daarmee worden nieuwe opgaven belangrijk: naast de kostenreductie bijvoorbeeld ook flexibele inzet en materialenintensiteit. Zo kunnen technieken zoals Solid Oxide Electrolysis een aanvulling zijn op de gangbare elektrolysetechnieken.
Digitalisering is bij al deze thema’s van belang. Data-uitwisseling en slimme aansturing is bijvoorbeeld een vereiste voor inzet van flexibiliteit en optimale samenwerking, maar vergroot op zijn beurt weer het belang van cyber security. Ook de beschikbaarheid van voldoende gekwalificeerde werknemers is een belangrijke succesfactor voor de verduurzaming van de energiehuishouding.
Aan de slag met de industriële energiehuishouding
Met innovaties rond deze onderwerpen helpen we Nederland op weg naar een klimaatneutrale en circulaire economie. Het innovatieprogramma biedt handvatten voor bedrijven, kennisinstellingen en andere die daarin willen investeren. Zo zijn er al meer dan 180 projecten opgezet rond verduurzaming industrie.
Heeft u vragen over het Innovatieprogramma of zoekt u hulp, partners of financiering om werk te maken van deze innovaties? Neem direct contact op met een van onze programmamanagers.