Electrification in the Dutch process industry

In-depth study of promising transition pathways and innovation opportunities for electrification in the Dutch process industry

De Nederlandse industrie kan richting 2050 een flink deel van haar processen elektrificeren en hiermee een bijdrage leveren aan de klimaatdoelen uit het Parijsakkoord. Hiervoor zijn wel systeem- en procesinnovaties nodig. Daarbij is het zinvol om onderscheid te maken tussen verschillende elektrificatiestrategieën. Dit blijkt uit een onderzoek van Berenschot, CE Delft, Industrial Energy Experts en Energy Matters, in opdracht van RVO, in samenwerking met het TKI Industrie & Energie.

De Nederlandse procesindustrie is verantwoordelijk voor 46% van het totale energieverbruik en is hiermee een essentiële speler in de energietransitie. Elektrificatie van de procesindustrie is één van de mogelijke transitiepaden om tot een duurzame energievoorziening te komen, aannemend dat elektriciteit in de toekomst volledig duurzaam of CO2-neutraal beschikbaar komt. Om deze transitierichting optimaal te benutten, zijn systeem- en procesinnovaties noodzakelijk. Denk hierbij aan de verdere ontwikkeling van hoge temperatuur warmtepompen, de uitwerking van nieuwe businessmodellen en marktrollen voor ESCo’s (voor services), de aanpassing van de nettariefstructuur en aan meer experimenteerruimte.

Het onderzoek van Berenschot, CE Delft, Industrial Energy Experts en Energy Matters onderscheidt twee strategieën voor elektrificatie: flexibele elektrificatie en baseload elektrificatie. Sommige technologieën zijn geschikter voor flexibele elektrificatie, waar andere technologieën juist geschikter zijn voor baseload elektrificatie. Voor flexibele elektrificatie is vooral de ontwikkeling van de prijsvolatiliteit interessant, terwijl voor baseload elektrificatie de prestatiecoëfficiënt (COP) van belang is. Bovendien zijn twee toepassingsgebieden van belang, namelijk elektrificatie in de utilities en elektrificatie in het productieproces zelf. Voornamelijk voor elektrificatie in de utlities heeft de betrokkenheid van ESCo’s veel potentie (waarbij een ESCo bijvoorbeeld stoom als dienst levert, in plaats van elektriciteit of gas).

Het consortium stelde met deze achtergrond een overzicht van elektrificatie-categorieën en kansrijke technologieën op voor de korte, middellange en lange termijn. Op de korte termijn laat power-to-heat een groot potentieel zien en een verscheidenheid aan technologieën, toepassingen en betrokken partijen. Hierbij kan gedacht worden aan technologieën als de hoge temperatuur warmtepomp, stoomrecompressie en mechanische damprecompressie. De volgende categorieën zijn kansrijk op de langere termijn. Hier is nog meer onderzoek nodig naar technische opties. Power-to-hydrogen, en dan vooral elektrolyse, laat een groot potentieel zien op de langere termijn, zowel voor flexibiliteit als baseload toepassingen. Op dit moment is deze optie echter economisch nog niet haalbaar voor grootschalige toepassing. Het potentieel van power-to-gas opties lijkt pas interessant op de lange termijn. Power-to-chemicals heeft een hoog potentieel en veel variëteit wat betreft opties en initiatieven maar bevindt zich nog voornamelijk in de startfase. Power-to-mechanical drive en power-to-separation laten een gelimiteerd potentieel zien.

Het onderzoek doet geen uitspraak over de optimale combinatie van transitiepaden. Naast elektrificatie zijn dit geothermie, biomassa en CC(U)S. Wel doet het onderzoek aanbevelingen voor de ontwikkeling van industriële elektrificatie als transitierichting, waarbij een breed scala aan ontwikkelingsbehoeften naar voren komt. Wanneer deze ontwikkelingen op korte termijn worden opgepakt, kan Nederland een internationaal onderscheidende innovatiepositie op het gebied van industriële elektrificatie verwerven.

Auteurs

Harry Croezen
Marit van Lieshout
Maarten Afman
Diederik Jaspers

Utrecht, februari 2017

Electrification in the Dutch process industry

Contactpersoon: Maarten Afman

Tweets van @cedelft

Article - Evaluating the environmental impact of debit card payments https://t.co/IfnNwC3p0b
07-12-2017 16:23

Rapport Net voor de Toekomst - scenario's voor investeringskeuzes van netbeheerders in infrastructuren https://t.co/W4mUsLCuZ0
07-12-2017 16:04

Gezamenlijke visie om Omgevingswet, regionale energiestrategie en warmtetransitieplan lokaal gelijk te gebruiken… https://t.co/YwHhzl338d
06-12-2017 16:30

Position paper @CEDelft t.b.v. hoorzitting/rondetafelgesprek Kunststofketen en zwerfafval Tweede Kamer d.d. 30 nove… https://t.co/fLEooSyZL6
30-11-2017 12:32

CE Mailvision - New projects @cedelft, Promising CCU in EU, Tool for aviation charges, Grid for the Future, Biofuel… https://t.co/Mq2XtExZMT
30-11-2017 11:57