MMIP’s helpen om klimaatdoel 2050 te bereiken

Als de Nederlandse industrie in 2050 geen CO₂ meer wilt uitstoten, dan moet ze tijdig kunnen beschikken over radicaal nieuwe technologieën. Dat gaat het snelste met missiegedreven onderzoekprogramma’s (MMIP), waaraan de industrie wil meewerken en waarbij de overheid een belangrijke rol speelt. Dat zeggen Tjeerd Jongsma en Peter Alderliesten in een interview met NPT Magazine.

“De industrie ziet het nut en de noodzaak in van de overschakeling op schone technologie en investeert daar al fors in. Maar de omschakeling naar duurzame processen vraagt veel tijd. Ook staat de industrie voor een aantal dilemma’s, waar ze samen met de overheid uit moet zien te komen”, zegt Tjeerd Jongsma, directeur van het Institute for Sustainable Process Technologie (ISPT).

Samen met Peter Alderliesten, directeur van de TKI Energie en Industrie van de Topsector Energie, is hij nauw betrokken bij de besprekingen aan de Sectortafel Industrie ten behoeve van het voorgenomen Klimaatakkoord. “De meeste mensen onderschatten het tempo waarin de industrie de CO₂-reductie kan verminderen”, stelt Alderliesten. “Voor het doel van 2030, een halvering van de CO₂-uitstoot ten opzichte van 1990, kunnen we alleen nog van bestaande technologie gebruikmaken. Als je nu meteen gaat bouwen, duurt het nog zes à acht jaar voordat die nieuwe installaties er staan en draaien. Dus veel tijd is er niet meer. Het doel van 2050 (geen uitstoot van broeikasgassen) kunnen we alleen halen met nieuwe technologie. Het ontwikkelen, uittesten en implementeren daarvan vergt echter al gauw twee à drie decennia. Daarom moeten we nu al beginnen met de onderzoekprogramma’s die ons de technologieën moeten opleveren, waarmee we de CO₂-uitstoot in 2050 naar
nul kunnen terugbrengen.”

MMIP’s laten innovaties sneller verlopen

Alderliesten en Jongsma zijn daarom ingenomen met het regeringsbesluit van september 2018 om de programma’s van het topsectorenbeleid om te vormen tot missiegedreven programma’ss (MMIP’s), want hierdoor zal de gewenste innovatie veel sneller kunnen verlopen.

Jongsma: “Een van de grote problemen van het moment is dat de overheid NWO (financier van wetenschappelijk onderzoek) en toepassingsgerichte onderzoeksorganisaties (TO2) apart financiert en bedrijven apart stimuleert. De universiteiten, TO2 en bedrijven werken op verschillende TRL-niveaus (technical readiness levels). Ze wisselen slechts op bepaalde momenten kennis uit. Hierdoor kan het wel twintig jaar duren vooraleer een vinding tot een nieuwe technologie of nieuw proces leidt. Bedrijven hebben dan nog tien jaar om het te implementeren. Dat is bijna niks. Als je die partijen daarentegen in één programma bij elkaar stopt, is er veel meer onderlinge interactie. Wetenschappelijk onderzoekers horen van kennisinstellingen en bedrijven tegen welke problemen ze aanlopen en kunnen daar veel beter op inspelen. Omgekeerd zullen TO2-instituten en de bedrijven inspiratie kunnen opdoen uit de ideeën van wetenschappers. De vragen schieten heen en weer, aan de hand waarvan prototypes en proefinstallaties worden aangepast en opgerekt of eventueel herbouwd worden. Zo ga je snel door het ontwikkelingstraject heen. Vooral bedrijven hebben belang bij een snelle implementatie. Die houden de vaart erin.”

We schatten dat de innovatie met missies drie keer sneller gaat

Tjeerd Jongsma en Peter Alderliesten

MMIP’s geven aan welk maatschappelijk en economisch resultaat de overheid verwacht

“De overheid speelt bij de hele ontwikkeling een belangrijke rol”, vervolgt Alderliesten. “Met visie en lef kan ze de nodige missiegedreven onderzoekprogramma’s uitzetten. Visie is nodig, omdat je vooraf niet kunt voorspellen wat er precies uit een missie komt, waaraan wetenschappers en ingenieurs jarenlang werken. Maar je kunt wel aangeven welk maatschappelijk en economisch resultaat je van een missie verwacht en dus in welke richting het onderzoek moet gaan.”

5 no-regret opties voor missiegedreven programma’s

Tjeerd Jongsma noemt 5 no-regret options, waarvoor je volgens hem gerust missiegedreven programma’s
kunt inzetten:

1. Chemiebedrijf Dow, Tata Steel en ArcelorMittal werken samen aan het opzetten van een koolstofcyclus, waarbij de koolmonoxide die bij de staalproductie vrijkomt met waterstof kan worden omgezet in nafta voor de krakers van Dow. Dat voorkomt flink wat CO₂-uitstoot.
2. Kunststoffen in een kringloop brengen, zodat koolstof zoveel mogelijk in de keten behouden blijft.
3. De productie van waterstof efficiënter en schoner maken. Dat is van groot belang voor de transitie van de industrie.
4. Proceswarmte laten circuleren en de resterende condensaatwarmte via warmtenetten aan de omgeving leveren, zodat processen dus veel energie-efficiënter zijn, waardoor bij de productie veel minder CO₂ vrijkomt.
5. Hoge temperatuurprocessen (> 500 °C) schoner en efficiënter maken. Dat kan met behulp van elektrische verhitting, maar ook anders. Zo doen de Technische Universiteit Twente, Dow en Shell onderzoek naar een techniek waarbij de temperatuur van een gas door sterk samenpersen wordt verhoogd zodat er een snelle reactie kan plaatsvinden. Bij expansie kan er weer energie worden teruggewonnen. Zodoende is er vrijwel alleen energie nodig voor de omzetting en veel minder energie om het reactiemengsel op temperatuur te brengen dan bij klassieke processen.

Peter Alderliesten voegt aan dit rijtje nog de recycling van staal toe. “Het recyclingpercentage is nu ongeveer 75%. Als je dat op een schone manier naar 100% kan verhogen, ben je spekkoper.”

Groene waterstoffabriek van de toekomst

Momenteel faciliteert en coördineert ISPT al een consortium gericht op het goedkoop, schoon en duurzaam produceren van waterstof. Er zijn tientallen deelnemers uit diverse sectoren, waaronder staal-, chemie- en energiebedrijven. Ook toepassingsgerichte onderzoeksorganisaties (TO2) zoals TNO doen mee, evenals vele universiteiten.

Het consortium wil toewerken naar een elektrolysefabriek met een vermogen van één gigawatt, die zo’n 125.000 à 150.000 ton waterstof per jaar relatief goedkoop en CO₂-vrij moet kunnen produceren bij een wisselend aanbod van groene stroom. Het gaat er hierbij om tot een goed ontwerp en een goede business case te komen en via onderzoek tot efficiëntere technologie. Het Megawatt- elektrolysetestcentrum, dat wordt gerealiseerd bij EnTranCe op de Zernike Campus in Groningen, zal hierbij een belangrijke rol spelen.

Alderliesten en Jongsma schatten in, dat er in totaal 300 miljoen euro per jaar nodig zal zijn voor het uitvoeren van missiegedreven programma’s op de bovengenoemde thema’s. Het gaat om het bekostigen van zowel R&D, pilots als demonstraties. “In de industrie gaat het om grote bedragen, daar moet men in de politiek soms nog aan wennen”, aldus Alderliesten. Met lede ogen zien zij aan dat de overheid voor 2018 en 2019 nog slechts 65 miljoen per jaar beschikbaar stelt
voor dergelijk onderzoek uit de zogenoemde Klimaatenvelop en dat volgens een rigide systeem. “Tegen de tijd dat de missies van start kunnen gaan, de bedrijven hun plannen hebben uitgewerkt en aan de uitvoering kunnen beginnen, zijn we al weer twee jaar verder. Het geld voor 2018 en 2019 komt niet op, maar blijft ook niet staan voor de jaren daarna, wanneer waarschijnlijk veel bedrijven tegelijk bij de overheid voor geld aankloppen.”

“In die zin vragen missiegedreven programma’s niet alleen om een visie van de overheid, maar ook lef om er veel inspanning en geld in te steken”, vult Jongsma aan.

CCS is geen duurzame oplossing

Kunstmestproducenten zoals Yara en OCI bijvoorbeeld maken hun basisproduct ammoniak door aardgas om te zetten in waterstof en CO₂ en door de waterstof vervolgens te binden met stikstof uit de lucht. De marges op ammoniak zijn echter zo laag, dat het af en toe voordeliger is om het te importeren en per schip en in Rotterdam te laten aanlanden. Mocht er een CO₂-heffing komen van bijvoorbeeld 100 euro per ton CO₂, dan kan de productie in Nederland niet meer uit.

Alderliesten: “Maar zolang we in Nederland nog veel kunstmest nodig hebben, is het niet logisch om alles te importeren. Het ligt daarom voor de hand dat de overheid met de kunstmestproducenten een deal maakt om te investeren in CCS. Aangezien de installaties en infrastructuur voor CCS pas na dertig jaar zijn afgeschreven, zullen deze bedrijven waarschijnlijk niet meer tussentijds gaan investeren in nieuwe schone technologie zonder CCS. Dat is jammer. CCS biedt weliswaar soelaas op korte termijn maar is geen duurzame oplossing. Wellicht is het daarom beter met investeringen te wachten totdat er nieuwe duurzame technologie beschikbaar is om ammoniak te produceren, maar dat zal nog wel even duren. Zie hier het dilemma. Het is allemaal heel complex.”

CCS blijft jaar in jaar uit een kostenpost, dat is een echte bleeder”

Tjeerd Jongsma – directeur ISPT

Investeren in schone waterstoftechnologie

Jongsma: “De tijd lijkt niet ver weg, dat je in bijvoorbeeld het Midden- Oosten waterstof met behulp van zonne-energie kunt produceren die kan concurreren met waterstof via steam reforming uit aardgas.” In Nederland is het nog niet zover. Daarom valt er volgens Jongsma en Alderliesten veel te zeggen voor het vergoeden van de zogenoemde onrendabele top: als bedrijven niet in CCS investeren maar in schone waterstoftechnologie die in eerste instantie duurder is dan conventionele waterstoftechnologie, dan krijgen ze het verschil in productiekosten door de overheid vergoed. Als de technologie in de loop van de jaren verbetert en de kosten lager uitvallen, zal de onrendabele top vanzelf verdwijnen. Met een vergoeding voor de onrendabele top zullen bedrijven waarschijnlijk eerder investeren in duurzame nieuwe technologie, wat de technologieontwikkeling weer versnelt.

“Na verloop van jaren zullen de kosten van nieuwe technologie lager zijn dan die van CCS. Een bedrijf met nieuwe technologie is dan voordeliger. CCS blijft jaar in jaar uit een kostenpost, dat is een echte bleeder”, stelt Jongsma.

Voor zover bedrijven bij de klimaatonderhandelingen de kaarten tegen de borst houden, komt dat volgens Alderliesten, omdat ze de kat niet op het spek willen binden. De overheid is namelijk partner en autoriteit tegelijk. “Dat maakt bedrijven behoedzaam”, aldus Alderliesten. “Overheid en publiek denken dat de industrie tovermiddelen in handen heeft. De transitie kost echter veel geld en inspanning en we moeten nog heel veel doen. De ngo’s begrijpen dat. Merkwaardig genoeg trekken industrie en ngo’s nu samen op om de overheid over de streep te trekken. Ik ben benieuwd waar we samen op uitkomen.”

Jongsma: “Verschillende bedrijven hebben de afgelopen tijd laten blijken dat ze bereid zijn flink te investeren, onder andere in waterstoftechnologie. Nu moet de overheid nog boter bij de vis leveren.”