Ons werk

Sectorkoppeling: de motor van een CO2-vrije samenleving

Niet alle sectoren schakelen even snel om naar duurzame energie. En dat terwijl sectorkoppeling de motor is van een CO2-vrije samenleving. Met name de industrie, gebouwde omgeving, mobiliteit en landbouw komen langzamer op gang. 

Voor de industrie, die zwaar leunt op fossiele bronnen, zijn de opties voor verduurzaming ook nog eens beperkt. Of zij stuiten op bezwaren. Hoe komen we uit de impasse? TNO werkt aan innovatieve oplossingen voor een optimale afstemming tussen het duurzame aanbod en de vraag van eindgebruikers.

In de transitie naar een duurzame, CO
2-vrije samenleving komt een steeds grotere hoeveelheid energie uit hernieuwbare bronnen. Die toename is nodig om de industrie, gebouwde omgeving en mobiliteit van CO2-vrije energie te voorzien. TNO combineert daarvoor domeinkennis van energie met die van industriële processen, mobiliteit, ruimteverwarming en slimme ICT-systemen.

Duurzame koploper in sectorkoppeling

De elektriciteitssector loopt voorop in de transitie naar een duurzame, CO2-vrije samenleving. Hernieuwbare stroom uit wind en zon is in beginsel vrijwel ongelimiteerd beschikbaar en de mondiaal geïnstalleerde capaciteit groeit hard. Op veel plekken is stroom uit wind en zon inmiddels goedkoper dan uit fossiele brandstoffen. Dankzij technologische ontwikkelingen nemen rendementen verder toe en daalt de kostprijs van stroom uit windturbines en zonnepanelen.

In de overige sectoren als industrie, gebouwde omgeving, mobiliteit en landbouw verloopt de decarbonisatie minder snel. Met name in de industrie, die zwaar leunt op fossiele bronnen voor hoge temperatuur warmte en grondstoffen, zijn de opties voor verduurzaming beperkt. Geothermie, biomassa en fossiele opwek met CO2-opslag zijn onvoldoende beschikbaar of stuiten op bezwaren.

Elektrificatie voor decarbonisatie

Het idee van sectorkoppeling is om grote hoeveelheden duurzame elektriciteit beschikbaar te maken voor decarbonisatie van de eindsectoren. Dit vereist elektrificatie: elektrisch vervoer, verwarming van gebouwen met warmtepompen en elektrische industriële proceswarmte. Als directe elektrificatie niet mogelijk of haalbaar is, zoals voor industriële grondstoffen, kan elektriciteit omgezet worden naar een beter toepasbare energiedrager als  waterstof.

Om sectoren te decarboniseren moet de hoeveelheid duurzaam opgewekte elektriciteit gelijke tred houden met de vraag vanuit elektrificatie. Tegelijkertijd zorgt het verbruik in de eindsectoren voor een impuls in de vraag naar duurzame stroom, zodat ontwikkelaars van wind- en zonneparken zullen blijven investeren in nieuwe capaciteit. TNO werkt onder andere in het programma VoltaChem samen met energieproducenten en de chemische industrie om sectorkoppeling in de praktijk te realiseren.

Zekerheid door flexibiliteit

Het aanbod van elektriciteit uit wind en zon fluctueert sterk. Dit vraagt om flexibiliteit aan de vraagkant: zoveel mogelijk energie gebruiken wanneer die beschikbaar is. Als dat niet mogelijk is kun je elektriciteit omzetten naar bijvoorbeeld waterstof en opslaan. Door productie en verbruik zoveel mogelijk lokaal in balans te brengen zijn kosten voor netverzwaring te voorkomen.

Dit vraagt om intelligente koppeling. TNO ontwikkelt modellen en tools om opwek, transport, conversie, opslag en verbruik zorgvuldig in het systeem te balanceren en zo leveringszekerheid te bieden tegen minimale maatschappelijke kosten. TNO heeft kennis van alle aspecten van de energietransitie en ontwikkelt met kennispartners en bedrijven innovatieve oplossingen voor een betrouwbaar, betaalbaar duurzaam energiesysteem.

Projecten op het gebied van sectorkoppeling

H-vision

Het fors verlagen van de uitstoot van CO2 door bedrijfsleven in de Rotterdamse haven door op grote schaal blauwe waterstof te produceren en toe te passen in industriële processen. De industrie gebruikt veel waterstof, vooral voor hoge temperatuur processen, door aardgas te verbranden. In de plannen wordt de daarbij vrijkomende CO2 afgevangen en getransporteerd naar lege gasvelden onder de Noordzee.

North Sea Energy

Systeemintegratie op de Noordzee: het elektrificeren van olie- en gasplatformen, hergebruik van lege gasvelden voor de ondergrondse opslag van CO2 en gebruik van gasinfrastructuren voor transport van windenergie in de vorm van waterstof, wat veel goedkoper en efficiënter is dan transport door elektriciteitskabels.

VoltaChem

Samen met industriële en kennispartners werkt TNO in open innovatie aan de inzet van duurzame elektriciteit voor het elektrificeren en dus decarboniseren van de chemische industrie. Het gaat om omzetting van duurzame waterstof in brandstoffen en chemicaliën (Power2Hydrogen), van elektriciteit in warmte (Power2Heat) en conversie naar chemicaliën (Power2Chemicals).

Waterstof uit wind op zee/waterstof boerderij

Een proefstation van WUR in Lelystad wordt uitgebreid met testfaciliteiten van TNO om te onderzoeken hoe het elektriciteitsnet stabiel is te houden als er vanaf 2030 grote hoeveelheden elektriciteit en waterstof worden geproduceerd door windparken op de Noordzee. WUR richt zich vooral op toepassingen van waterstof voor de agrarische sector.

Roadmap

Naar een overvloed aan zonnestroom

De zon is op termijn wereldwijd onze belangrijkste bron van energie. Zonne-energie, ook wel zonnestroom genoemd, is vrijwel onuitputtelijk en overal toepasbaar. Het is een duurzame energiebron die niet... Lees verder
Roadmap

Naar grootschalige opwekking van windenergie

De Nederlandse overheid heeft met de energiesector afgesproken dat al in de nabije toekomst een substantieel deel van alle energie uit duurzame bronnen zal worden opgewekt. Naast zonne-energie, is windenergie... Lees verder
Contact

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.