ECN R & D plan 2014 Energiebesparing in de Industrie

1. ECN R & D plan 2014Energiebesparing in de Industrie Petten October 2013

2. Programmaachtergrond en opzet • Achtergrond • Energiebesparing is dé optie voor • vermindering verbruik fossiele energiedragers • verlaging CO2 –uitstoot en • verkleining importafhankelijkheid • Energie efficiency in 2050 factor vier beter • besparingstempo van 2 % / jaar nodig !!! • Bedrijfsleven consumeert meer dan 40 % totale NL energiegebruik • relatief veel energie-intensieve industrie in NL. 80 % energiegebruik bedrijven door procesindustrie • Economisch belang cluster procesindustrie groot • Toegevoegde waarde & kennisintensiteit moeten omhoog • Koppeling innovatie met energie-efficiency & besparing, Essentieel is technologieontwikkeling & continue instroom momentaan kosteneffectieve opties.

3. Programmaachtergrond en opzet • Opzet ECN EBI R&D programma • Focus op energie-intensieve processing industrie en toeleverende bedrijven • Gericht op technologieopties voor daar waar het industriële energieverbruik het hoogst is. Dit zijn warmte, scheiding- en droogprocessen en doorbraken op het gebied van omzettingsprocessen • Vraagsturing door een op eenaanslutingbij TKI ISPT, verantwoordelijkvoor het EBI i.o.v. TopteamEnergie. Binnen de TKI formulerenindustrie, technologieleveranciers en kennisinstellingen samen de technische focus • Het R&D werk is georganiseerd in eenzestal Product MarktCombinaties (PMC’s) die elk eenspecifiekaandachtveldpresenteren met een focus op eenbeperktaantal (onderscheidende) technologie-opties

4. PMC’s EBI 2014 • PMC Utilities &Control • Achtergrond en doelstelling Veel warmte in de industrie wordt actief weggekoelden is verloren voor procestoepassingen. Doelstelling is het verlagen van (fossiel)energiegebruik voor warmte/koude door het koppelen van vraag en aanbod met een set aan gestandaardiseerde (technologische) oplosrichtingen waarbij ook energie kan worden gebufferd (b.v. elektriciteit, fasetransformatie, koude, chemicaliën, druk, ...). Het NL besparingspotentieel wordt geschat op 100 PJ. • R& D activiteiten • Systeem en processtudiesondermeernaarthermochemische warmterecuperatie (TCR) voor hoge temperatuur processen (glas, staal, chemie), de omzetting van warmtenaarelektriciteit en toepassing van geothermie; • Compressiewarmtepomp voor toepassing bij droogprocessen (papier, chemie); • Elektrisch aangedreven thermo-akoestische warmtepomp (ETAWP) voor destillatietoepassing (chemie); • Thermisch aangedreven warmtepompen voor opwaardering van industriële restwarmte naar proceswarmte en/of koude (TWP).

5. PMC’s EBI 2014 • PMC Drogen en ontwateren • Achtergrond en doelstelling Ontwateren & drogen zijn veel voorkomende processen in de agro-food, pulp-en papierindustrie, bouwmaterialen, chemische industrie, enzovoort. Deze processen zijn zowel kapitaal als energie-intensief. Warmteterugwinning is door sterke vervuiling beperkt. In Nederland wordt het energiegebruik geschat op 80 PJ/jaar. Doelstelling is de ontwikkeling van betrouwbare, rendabele en zeer energiezuinige droog- en ontwateringsprocessen met optimale eigenschappen ten aanzien van de productkwaliteit. • R&D activiteiten • Systeem & processtudies; • Vortex chamber sproeidroogtechnologie.

6. PMC’s EBI 2014 • PMC Energy efficiënt bulk liquid separation • Achtergrond en doelstelling Unit operaties voor vloeistofscheiding en met name destillatie, kennen het hoogste energieverbruik van alle industriële processen in Nederland: jaarlijks 190 PJ. Doel is de ontwikkeling en demonstratie van alternatieve processen voor scheiding van moleculen in de vloeistoffase in 50% energiebesparing en 25% kostenvermindering. Besparingspotentieel van 18 tot 35 PJ/jaar. • R& D activiteiten • Systeem & processtudies; • Warmte geïntegreerde destillatie: HIDiC, 50% energiebesparende destillatietechnologie; • Nanofiltratiemembraantechnologie voor het scheiden van moleculen van circa 400 D; • Sorptie en membraantechnologie voor energie efficiënte oplosmiddel en productterugwinning.

7. PMC’s EBI 2014 • PMC’s Procesintensificatievoor gas en vloeistofprocessen • Achtergrond en doelstelling Deze PMC richt zich op verregaande intensificatie van processen middels nieuwe technologie. Door het aanpassen van het basisproces wordt ‘first time right’ geproduceerd wat ook in de voor- en na-trein besparing oplevert. Deze programmalijn moet minimaal 40-60% energiereductie opleveren, inclusief de perifere effecten. • R&D activiteiten • Systeem en processtudies; • Membraan reactors en contactors: directe selectieve verwijdering van producten of toevoeging van reactanten met behulp van membranen; • Sorptionenhanced reactors : directe selectieve verwijdering van producten of toevoeging van reactanten met behulp van adsorbentia.

8. PMC’s EBI 2014 • PMC Gas Separation & Treatment • Achtergrond en doelstelling Gasbehandelingkostveelenergie. Zo was de energieconsumptie van diverse gasscheidingsprocessenvoormethaan upgrading in 2011 rond de 42 PJ. Nieuweprocessenzijnnoodzakelijkom de energie-efficientieteverbeteren. De R&D richtzich op kleinschalige, flexibele en kosteneffectievesysteemoplossingen. Target is het terugdringen van het energieverbruik met 30%. • R&D activiteiten • Systeem & processtudies; • Sorptietechnologie met geimmobiliseerdeamines: verwijdering van CO2, H2S etc; • Waterstofafscheiding uit syngas mengsels door membraantechnologiebymembranetechnology.

9. PMC’s EBI 2014 • PMC Water Processing • Achtergrond en doelstelling Behandeling van (industrieel) proceswater is een energie-intensief proces. Het werk richt zich op nieuwe technologieën gericht op verwijdering van waardevolle componenten uit waterstromen, en alternatieven voor huidige energie-intensieve behandelingsmethoden zoals verdamping. Het besparingspotentieel bedraagt 10 PJ/jaar. • R& D activiteiten • Systeem en processtudies; • Membraantechnologie voor verwijdering van lage concentraties (3000-3 ppm) koolwaterstoffen uit productiewaterstromen; • Verwijdering van mineralen uit water gebaseerde processtromen door toepassing van membraantechnologie en/of geavanceerde extractie; • Winning van waardevolle componenten uit waterige processtromen door middel van membraan en sorptieprocessen.

10. Contact Ir. P.T. Alderliesten Programme Development Manager ECNWesterduinweg 3 P.O. Box 1 1755 LE Petten 1755 ZGPetten The Netherlands The Netherlands T +31 88 515 49 49 info@ecn.nl F +31 88 515 44 80www.ecn.nl