De doelstelling van de regeling is het ondersteunen van een samenwerkingsverband voor het uitvoeren van een Joint Industry Program (JIP) -energiebesparing industrieproject gericht op nieuw toegepast R&D onderzoek.
De projecten vallen binnen de scope van de hieronder genoemde programmalijnen van het TKI-ISPT gericht op verbetering van de industriële energie-efficiency:
nieuwe generatie scheidingstechnologie als vervanging van energie-intensieve destillatie;
intensifiëren van processen en optimaliseren van warmte- en stofoverdracht;
energie-efficiënte manier van gasscheiding en gasbehandeling;
verwijderen van waardevolle componenten uit waterstromen, en ontwikkelen van alternatieven voor huidige energie-intensieve behandelingsmethoden zoals verdamping;
nieuwe generatie warmtegebruik systemen.
De regeling stimuleert doorbraken gericht op deze energiedoelen in combinatie met het creëren van additionele economische activiteit en groei van werkgelegenheid. Er wordt gekeken naar vier aspecten; bijdrage duurzaamheid, innovativiteit, economische potentie en projectkwaliteit.
In de volgende paragrafen zijn de onderzoeksvragen beschreven zoals door de industrie zijn gedefinieerd.
Industriële processen voor het scheiden van vloeistoffen gebruiken grote hoeveelheden energie. Destillatie en indamping worden in de huidige industriële praktijk op grote schaal toegepast, maar zijn zeer energie-intensief. Sterke energiebesparing is mogelijk door het toepassen van andere scheidingsprincipes. Te denken valt aan affiniteitsscheidingen (zoals bijvoorbeeld extractie, adsorptie, absorptie) en de toepassing van membranen. Ook hybride technologieën, waarbij destillatie gecombineerd wordt met andere technologie, zoals extractieve destillatie of de combinatie van membranen met destillatie, kunnen bijdragen aan het terugbrengen van het huidige energiegebruik van vloeistofscheiding.
Voor grootschalige toepassing van deze technologieën in de industrie is onderzoek en ontwikkeling noodzakelijk. Deze call vraagt daarom om een set van activiteiten binnen een JIP-energiebesparing industrieproject, waarbij kan worden gedacht aan:
het verkrijgen van bredere kennis bij affiniteitscheidingen is nodig ten behoeve van de selectie van het extractiemiddelen, in samenhang met de eigenschappen van de te verwijderen component en het procesontwerp van de affiniteitscheiding. Fundamenteel begrip van moleculaire interacties die een rol spelen bij affiniteitscheidingen en case studies kunnen toepassing aanzienlijk versnellen;
bredere toepassing van membraantechnologie, zoals nanofiltratie, vraagt om membranen die beter voldoen aan de toepassingseisen, zoals stabiliteit, levensduur, flux en selectiviteit. Ontwikkeling van materialen die aan deze eisen voldoen, alsmede het opschalen, moduleontwerp en het testen met industrieel relevante mengsels, zijn belangrijke stappen in de richting van implementatie.
Achtergrondinformatie en specifieke uitdagingen:
Energie en grondstoffen zijn relatief schaars in Europa, terwijl de groei in de bulkchemie relatief laag is in een overwegend verzadigde markt. Dientengevolge dient de bulkchemische sector voortdurend de efficiëntie van zijn overwegend continue en kapitaalintensieve processen te verhogen en efficiënter om te gaan met grond- en hulpstoffen. Tegelijkertijd vindt er een verschuiving plaats naar de produktie van fijn- en speciaalchemicaliën met een hogere toegevoegde waarde die typisch in batchprocessen worden geproduceerd. Verder maakt de ‘bio-based economy’ opgang met uitdagingen op het gebied van gedistribueerde beschikbaarheid van grondstoffen, de verwerking van verdunde processtromen, etc.
Procesintensivering (PI) richt zich op de conceptualisering, verkenning en ontwikkeling van nieuwe innovatieve technologie waarmee deze uitdagingen tegemoet getreden kunnen worden. Potentiele energiepesparingen door PI worden hoog ingeschat [SPIRE Roadmap, http://www.spire2030.eu]. De potentiële energiebesparing ten gevolge van PI in de Nederlandse chemische industrie wordt geschat op 30–60 PJ per jaar [De Sleutelrol waarmaken – Routekaart Chemie 2012–2013: Energie en klimaat, http://www.routekaartchemie.nl/].
De call is erop gericht om te komen tot een set van activiteiten binnen een JIP-energiebesparing industrieproject met als mogelijke onderwerpen:
Warmte- en massatransport zijn sterk afhankelijk van de hydrodynamica via de directe invloed daarvan op de warmte- en stofoverdrachtscoëfficienten en de oppervlakken waarover deze werkzaam zijn. Ook (micro)menging wordt sterk door de hydrodynamica bepaald. Externe krachtenvelden in het algemeen en centrifugaalvelden in het bijzonder bieden de mogelijkheid om deze processen te intensiveren door het bevorderen van de turbulentie en/of het verhogen van het beschikbare oppervlak. Toepassing van deze technologie op b.v. desorptie (stripping), absorptie, reactie en precipitatie biedt potentiële voordelen ten aanzien van de hoogte van investeringen en energieverbruik.
De conversie in veel chemische processen (zowel in de bulk- als in de fijnchemie) is thermodynamisch gelimiteerd en maakt het gebruik van meerdere reactoren, grote recycle stromen, integratie van warmtestromen en scheiding van producten en reactanten in energie-intensieve processen noodzakelijk. Bekende voorbeelden zijn b.v. de productie van ammoniak, methanol, de ‘water-gas-shift’ reactie, ‘stream reforming’, transesterificaties, veresteringen, etc. Intensivering van deze conversieprocessen door het in-situ verwijderen van een van de reactieproducten (zoals met b.v. reactieve destillatie, membraanreactoren, ‘sorption-enhanced’ reactoren, etc.) kan leiden tot aanzienlijk hogere conversies en daarmee tot aanzienlijke energiebesparingen.
Veel fijn- en speciaalchemicaliën worden geproduceerd in batchprocessen. Intensivering van deze processen middels een overgang naar continue produktie op kleine schaal biedt vele voordelen ten aanzien van veiligheid, efficiëntie, consistentie, procescondities, time-to-market, etc. Deze overgang wordt momenteel mogelijk gemaakt door de opkomst van geïntensifeerde reactoren zoals o.a. spinning disc reactoren, micro- en milli-reactoren en oscillating baffle flow reactoren voor enkelvoudige en meervoudige reacties. De naschakeling van continue geïntensiveerde scheidingstechnologieën is een volgende stap in deze overgang. Door uit te gaan van flexibele en modulaire concepten wordt het verlies aan schaalvoordeel goedgemaakt en kan mogelijk ook de supply chain worden geoptimaliseerd door de introductie van gedecentraliseerde produktie (‘on demand’ en zo dicht mogelijk bij de klant).
De scope voor de projectvoorstellen zullen zich richten op het aantonen van de industriële haalbaarheid van bovengenoemde geïntensiveerde technologieën, het demonstreren van de technologie op TRL 4-5 en het aantonen van de potentiële energiebesparing.
In de energie-intensieve industriële sector worden in veel gevallen gasvormige bijproducten gevormd. Dit zijn gassen die voor het specifieke bedrijf van geringe waarde zijn. Voor een ander bedrijf kunnen deze stromen echter wel waardevolle componenten bevatten. Door toename van een industriële symbiose kan de waarde hiervan benut worden, leidend tot een hogere energie en grondstof efficiency. Een van de huidige belemmeringen is een gebrek aan kennis omtrent economische en technische haalbaarheid van het terugwinnen van de pure componenten uit deze, vaak lage druk, gasstromen.
Deze call richt zich op JIP-energiebesparing industrieproject met hierbinnen activiteiten van korte duur waarin verschillende technologieën experimenteel worden verkend. Hierbij bestaat er een voorkeur voor de terugwinning van waterstof en koolmonoxide. Een techno-economische evaluatie in vergelijking met de huidige gebruikelijke praktijk vormt een essentieel onderdeel van de studie, waarin met name de energie en grondstofefficiency een belangrijke rol spelen.
Deze call vraagt om een set van activiteiten binnen een JIP-energiebesparing industrieproject waarin meerdere partijen gezamenlijk gaan investeren en werken aan het praktisch inzetbaar maken (van TRL 4 naar TRL 7 brengen) c.q verbeteren (van TRL 3 naar TRL 5 brengen) van een door de industrie verlangde innovatieve procestechnologie voor het behandelen van proceswaterstromen in de procesindustrie. Dit moet resulteren in meer(terugwinnen en hergebruiken van nuttige en waardevolle producten en proceswater, het sluiten van interne processtromen (inclusief de water cyclus) en een sterk gereduceerd en schoner aanbod van stromen aan publieke zuivering installaties (RWZI). Uitgangspunt daarbij is een aantoonbaar gezonde en duurzame business case. Het JIP-energiebesparing industrieproject moet binnen 6 jaar leiden tot een besparing van 25% op het energieverbruik dat nu nodig is (bij toepassen van thans commercieel beschikbare bewezen procestechnologie in dezelfde processen) om dezelfde mate van prestatie bij (terug)winning en hergebruik te bereiken.
In het bijzonder wordt gedacht aan een combinatie van activiteiten gericht op (een aantal van) de volgende onderwerpen:
|
1. |
Vrijmaken van complexe moleculen (zouten, metalen, organische stoffen) uit complexe stromen |
|
2. |
Opstellen van een beslisboom welke technologie in welke omstandigheid toe te passen |
|
3. |
Onttrekken en hergebruiken van organische componenten uit proceswaterstromen |
|
4. |
Technologieën en systemen voor het terugwinnen en hergebruiken voor optimale valorisatie van waardevolle organische componenten als aanwezig in (zij-, rest- en afval) waterstromen van industriële processen. |
|
5. |
Op meest optimale wijze verwijderen en recyclen van anorganische componenten (mineralen, zuren, basen, zouten, zoals fosfaat) uit proceswaterstromen en het beschikbaar maken daarvan voor andere toepassingen |
|
6. |
Terugwinnen en hergebruiken van zouten, zuren, basen en metaal ionen vanuit rest- en afval- waterstromen van industriële processen (Voorbeeld: Het terugwinnen en hergebruiken van zoutstromen die vrijkomen bij de preperatie van proces en boiler water (ketelwater; bijvoorbeeld bij de-mineralisatie en regeneratie van ionenwisselaars). |
|
7. |
Recycling van water en sluiten van de watercycles: Water zelf beschouwen als de waardevolle en terug te winnen component. Gebruikt proces water zuiveren en omzetten naar schoon en her te gebruiken water |
|
8. |
Voorkomen van accumulatie van storende componenten bij hergebruik van water (kringloopsluiting) |
|
9. |
Optimale energie winning en hergebruik van water via osmotische gedreven membraan processen bijvoorbeeld in vergelijking met omgekeerde elektrodialyse (Blue Energy) |
|
10. |
Ontwikkelen en toepassen van betere concentratiemethoden in relatie tot behandeling van proceswater (realisatie van her te gebruiken geconcentreerde stromen en schoon water). |
|
11. |
Het onttrekken en hergebruiken van nutriënten en andere stoffen uit een van een algenkweek afkomstige waterstroom inclusief het geschikt maken van die waterstroom voor hergebruik. |
|
12. |
Ontwikkelen van nieuwe en alternatieve schoonmaakprocessen ten einde de productieverliezen, en gebruik van water, chemicaliën en energie te minimaliseren (cleaning without product loss, m.n. Food en Farma) |
Een set van activiteiten kan desgewenst op verschillende wijze gegroepeerd worden. Bijvoorbeeld methoden gericht op behandeling van de hoofd processtroom (1, 3, 5, 7, 10, 11)of op behandeling van rest- en afvalstromen (4, 6, 8, 12).
Indien concreet kan worden gemaakt hoe de voorgestelde set van activiteiten die passen in de call gecombineerd gaan worden met soortgelijke/gerelateerde activiteiten welke door FISCH (Flanders Innovation Hub for Sustainable Chemistry) in België worden gestart kan dit de beoordeling van het rangschikkingscriterium ‘kwaliteit van het project’ positief beïnvloeden.
Toelichting:
Door afscheiden en hergebruik van nuttige en waardevolle componenten uit proceswaterstromen, kan meer waarde worden gehaald uit die stromen. Tevens wordt een substantiële reductie in energieverbruik gerealiseerd en kan gezuiverd water worden ingezet voor hergebruik.
Winning van gewenste organische producten uit water gebaseerde processtromen kan ernstig worden gehinderd door aanwezigheid van andere storende componenten. Conversie en scheiding in processen zijn nooit volledig. Nuttig en waardevol materiaal komt terecht in zij- en reststromen. Betere (terug)winning van waardevolle componenten en meer zuiveren van water voor hergebruik blijft nu vaak achterwege omdat het economisch niet aantrekkelijk is, terwijl door inzetten en toepasbaar maken van nieuwe procestechnologie en het verbeteren daarvan deze horde kan worden genomen.
Door het ontwikkelen en toepassen van dergelijke technologie kan de toch al sterke expertpositie van Nederland op het gebied van waterbehandeling en omgang met water (Nederland ‘waterland’) worden versterkt. Dit leidt tot toename van exportkansen en extra werkgelegenheid bij Nederlandse toeleveringsbedrijven, Daarnaast ontstaat concurrentievoordeel voor Nederlandse eindgebruikers bij toepassing van de nieuwe technologie.
In deze programmalijn wordt gestreefd naar:
reductie van (fossiel) energieverbruik voor de productie en het gebruik van industriële warmte;
verbeteren van het concurrentievermogen van de belanghebbenden door reductie van de energiekosten;
creëren van nieuwe marktmogelijkheden voor fabrikanten van apparatuur;
verbeteren van de energie-efficiëntie van industriële processen.
Het geschatte energiebesparingspotentieel komt overeen met 100 PJ / jaar. Het gebruik van warmte binnen de industrie is verantwoordelijk voor meer dan 80% van het uiteindelijke energieverbruik. Warmte wordt gebruikt voor verwarming van grondstoffen, het mogelijk maken van reacties en het aandrijven van scheidingsprocessen. Het gewenste temperatuurniveau omvat een breed bereik, afhankelijk van het specifieke proces. Tegelijkertijd komen grote hoeveelheden afvalwarmte vrij naar de omgevingsatmosfeer die niet op economische wijze kunnen worden hergebruikt.
Hergebruik van restwarmte:
Het terugwinnen en hergebruiken van industriële restwarmte wordt belemmerd door technologische en economische barrières. Verschillende mogelijke paden kunnen worden voorzien die starten vanuit economisch warmteterugwinning van restwarmte. Vervolgens kan restwarmte worden omgezet in proceswarmte, proceskoude of vermogen. Tenslotte kan warmteopslag en distributie worden gerealiseerd.
Binnen de call voor deze programmalijn wordt gevraagd naar een set van activiteiten binnen een JIP-energiebesparing industrieproject waarin gezamenlijk gewerkt gaat worden aan onderstaande onderwerpen;
Een deel van de vrijkomende restwarmte uit industriële processen is momenteel niet of moeilijk winbaar. Dit wordt veroorzaakt doordat de restwarmtestromen problemen leveren qua temperatuur (thermische, mechanische stabiliteit), qua samenstelling (corrosie, fouling, vocht) of qua fase (m.n. vaste stoffen). Dit limiteert het hergebruik van deze restwarmte voor nuttige doeleinden.
Benodigde activiteiten op dit gebied, zijn technologieën die op kosteneffectieve wijze warmte kunnen terugwinnen uit ‘moeilijke’ (hoge temperatuur, corrosief, hoge vochtpercentages, vaste stoffen) stromen.
Indien het temperatuurniveau van de vrijkomende industriële restwarmte te laag is voor hergebruik kunnen een aantal conversies worden ingezet om weer tot een nuttige inzet te komen. Drie verschillende conversies worden hier onderscheiden:
Restwarmte naar proceswarmte;
Restwarmte kan worden opgewaardeerd naar proceswarmte middels een warmtepomp. Conventionele warmtepompen zijn gelimiteerd in zowel temperatuurverhoging als leveringstemperatuur. Daarnaast zijn de condities bij de eindgebruikers zeer divers, zowel qua temperatuurniveau, qua vermogen als qua aard van de warmtestromen (voelbaar, latent).
Dit leidt tot de behoefte aan een portfolio van activiteiten aan warmtepomptechnologieën voor de diversiteit voor toepassingen binnen de industrie. De leveringstemperatuur moet omhoog van de huidige 100°C naar 200°C (afhankelijk van de toepassing). Ook zijn temperatuurverhogingen van 50°C of meer noodzakelijk om het toepassingspotentieel van industriële warmtepompen te vergroten. Daar waar mogelijk moeten warmtepompen worden geïntegreerd in het proces (bijvoorbeeld in combinatie met drogen).
Restwarmte naar koude;
Conversie van restwarmte naar koude is een bekende technologie en commercieel beschikbaar. De technologie is vaak weinig flexibel en de investeringskosten zijn hoog. Bij deze activiteiten is er behoefte aan kostenreductie en een meer flexibele technologie ten aanzien van temperatuurniveaus.
Restwarmte naar kracht;
De nu beschikbare commerciële technieken om elektriciteit te produceren uit restwarmte zijn momenteel, vanwege relatief lage elektriciteitsprijzen, economisch niet haalbaar. Qua efficiency zijn er, thermodynamisch gezien, maar beperkte mogelijkheden tot verbetering.
Activiteiten gericht op het bewerkstelligen van een significante kostenreductie zijn nodig om tot een economisch rendabele conversietechnologie te komen voor industriële eindgebruikers.
Binnen het energiesysteem en ook bij industriële eindgebruikers ontstaat steeds meer behoefte aan flexibilisering ten aanzien van de inzet van energiedragers. Warmteopslag (en distributie) maakt het mogelijk om deze flexibilisering in tijd en plaats op te vangen. Dit kan worden ingezet binnen (batch) processen, maar ook tussen sites of sectoren. Hierbij is er behoefte aan compact opslagtechnologieën tegen lage kosten. Om tot dit te komen zullen activiteiten binnen het JIP-energiebesparing industrieproject kunnen worden ontplooit om met een diversiteit aan oplossingen te komen tot op temperatuurniveaus van 250°C.
Regelgeving die op dit bijlage is gebaseerd (gedelegeerde regelgeving)
Geen
Beleidsregels en circulaires die dit bijlage als wettelijke bevoegdheid hebben
Geen
Artikelen of vergelijkbare tekst die verwijzen naar dit bijlage
Geen
(12-07-2016)
|
Datum van inwerking- treding |
Terugwerkende kracht |
Betreft |
Ondertekening |
Bekendmaking |
Kamerstukken |
Ondertekening |
Bekendmaking |
Opmerking |
|
20-08-2014 |
intrekking-regeling |
11-07-2014 |
11-07-2014 |
|||||
|
01-07-2014 |
nieuw |
16-06-2014 |
16-06-2014 |
|||||
Opmerkingen
1) Artikel 5.3 van Stcrt. 2014/20679 bevat overgangsrecht m.b.t. deze wijziging.
