Release zet stappen in de energietransitie door de ontwikkeling van grootschalige energie opslagsystemen en zorgt voor een constante aanvoer van hernieuwbare energie. 

Research 

De energietransitie is alleen mogelijk door grootschalige elektrificatie van bedrijfsprocessen en de inzet van duurzame energie, voornamelijk op basis van de duurzame energiebronnen wind en zon. Omdat de zon niet altijd even fel schijnt en de wind niet altijd even hard waait, fluctueert ook het aanbod van duurzame energie. Maar onze huidige energievoorziening is gebaseerd op fossiele brandstoffen die continue beschikbaarheid zijn en continue energie bieden. Om de energietransitie te realiseren is dus een oplossing nodig voor het fluctuerende aanbod van duurzame energie. Het project RELEASE kijkt hiervoor naar de mogelijkheden die verschillende energieopslagsystemen bieden en de kosten die ze met zich meebrengen, specifiek in de industrie en de transportsector.  
Ook wordt gekeken naar de sociale, economische en bestuurlijke aspecten van de implementatie van deze opslagsystemen. Het onderzoeksproject Release is breed opgezet met vertegenwoordigers van universiteiten, hogescholen, bedrijfsleven en overheden. Het programma ontwikkelt enerzijds nieuwe techniek voor energieopslagsystemen en kijkt naar toepassingen ervan (stappen naar hogere TRLs) en anderzijds kijkt het naar de zakelijke en maatschappelijke inbedding van die energieopslagsystemen.  

Het onderzoek verloopt langs deze lijnen: 

1. Ontwerpen, ontwikkelen en testen van geavanceerde, robuuste elektroden en membranen. 
Deze zijn noodzakelijk voor een goed werkend en kosteneffectief elektrochemisch proces waarin, op basis van de energie uit hernieuwbare bronnen, energiedragers worden geproduceerd die langdurig opgeslagen kunnen worden. Het onderzoek richt zich op materiaalaspecten die een grote impact hebben op de kosten van opslag, zoals een vermindering van het gebruik van dure materialen en verlenging van de levensduur. 

2. Systeemintegratie en ‘fair governance’.
In deze lijn wordt gezocht naar haalbare en verantwoorde systeemarchitecturen, bedrijfsmodellen en beleid, sturingsmodellen en regelgeving. Deze zijn alle nodig voor zowel de integratie van grootschalige energieopslag in het energiesysteem als voor de vervanging van fossiele brandstoffen door duurzame. Hierbij wordt ook gekeken naar het organiseren van sociaal (zakelijk) draagvlak voor nieuwe regelgeving en governance voor energieopslag als belangrijk onderdeel in de energietransitie.

3. Rendabele waterstofproductie.
Hier wordt gewerkt aan het rendabeler maken van waterelektrolyse voor het produceren van

4. Koolwaterstofproductie door afvang en omzetting van CO₂.
Door het afvangen van CO₂ wordt de uitstoot van schadelijke CO₂ De afgevangen CO₂ wordt op basis van duurzame energie tot brandstof of chemicaliën verwerkt. Zo wordt duurzame energie uit zon en wind omgezet in energiedragers die langdurig opgeslagen kunnen worden: ethyleen en ethanol, beide belangrijke grondstoffen voor de chemische industrie. De milieuwinst is extra groot omdat bij de huidige productie van die stoffen nu veel fossiele energie wordt gebruikt waarbij veel CO₂ vrijkomt. 

De aanpak in deze lijn is gefaseerd en richt zich eerst alleen op de elektrochemische omzetting van CO₂ in ethyleen en ethanol en vervolgens op de integratie van de CO₂-afvang en de omzetting naar ethyleen en ethanol in één systeem. 

5. Scalableflow batterie

Flow-batterijen zijn veelbelovende elektrochemische opslagsystemen voor langdurige opslag van duurzame elektriciteit in stedelijke omgevingen dankzij hun hoge schaalbaarheid, flexibiliteit en intrinsieke veiligheid. Er wordt gekeken naar waterstofbroom-flow batteries (HBFB) en naar zoutbatterijen (een volledig duurzaam, watergebaseerd flow battery-systeem). 

De onderzoekslijn richt zich op levensduurverlenging van bestaande batterijen en op fundamentele innovaties in het ontwerp van nieuwe batterijen. 

Challenges 

De onderdelen in het huidige systeem van energievoorziening zijn nauw met elkaar verbonden en op elkaar afgestemd. Onderlinge afhankelijkheden maken het een uitdaging om vooruitgang te boeken en stappen te zetten in de energietransitie. Het gehele systeem moet diepgaand veranderen om de integratie van duurzame energie te kunnen realiseren. Een andere uitdaging is dat nu nog niet te zeggen is welke oplossingen uiteindelijk leidend worden. Dat maakt het moeilijk om vol in te zetten op specifieke nieuwe ontwikkelingen, ook financieel.  Tenslotte moet nog gewerkt worden aan zaken als de betrokkenheid van stakeholders, bestaande wet- en regelgeving en de governance van het energiesysteem. 

Opportunities  

Release biedt mogelijkheden voor het verder implementeren van veilige, schone en efficiënte energieoplossingen. De oplossingen dragen bij aan het realiseren van klimaatdoelen op alle verschillende niveaus: globaal, nationaal, regionaal, lokaal, maar ook op organisatie- of bedrijfsniveau. Het levert het Haven Industrieel Cluster mogelijkheden om de verduurzaming van het cluster vorm te geven en substantieel bij te dragen aan de energietransitie. Afhankelijk van de ontwikkelingen kan Rotterdam als waterstof–hub profiteren. 

Impact 

De impact die Release heeft is dat de omkeerbare energieopslag oplossingen op hoger TLR niveau (Technology Readiness Level, technische gereedheidsniveaus) komt te liggen en er vooruitgang wordt geboekt met de maatschappelijke inbedding.  
Praktische, schaalbare oplossingen voor de korte termijn worden ontwikkeld en geïmplementeerd in samenwerking met de industrie. Voorbeelden hiervan zijn: 
– geavanceerde elektroden en membranen worden gebracht van TRL 1 tot 3 
– een kostenefficiënt reactorontwerp voor waterstofproductie van TRL 3 tot 5 
– koolwaterstofproductie met CO₂ van TRL 3 tot 5 
– koolwaterstofproductie geïntegreerd met directe afvang van CO₂ van TRL 2 tot 4 
– Flow-batterijen van TRL 3 tot 5 

Productieprocessen en apparatuur worden beter en efficiënter.  In combinatie met vorderingen op de maatschappelijke en zakelijke inbedding, komt opschaling en brede implementatie in het energiesysteem dichterbij. Verder onderzoek, o.a. pilots dragen bij aan verdere toepassing. In een pilot moet dit gedemonstreerd worden.  

Partners 

Alta, Aquabattery, Avantium, AVR, EBN, Elestor, ESD-SIC, Fujifilm, Gasunie, Hydrogenics, Johnson Matthey, JP Energie-systemen, Kiwa, Material Component Device System Services, Ministerie van Economische Zaken en Klimaat, Nouryon. Planbureau voor de Leefomgeving (PBL), Provincie Overijssel, Provincie Zuid-Holland, Recoy, Shell, Tata Steel,  Technip FMC, TNO, YU Delft (Green village), Vattenfall, Witteveen+Bos 

Looptijd

2020-2024

Dit project is onderdeel van de roadmap Smart Energy & Industry. Voor meer informatie over dit project of deze roadmap, neem contact met ons op.