Energiebesparing in de industrie: succes van zorgvuldige aanpak
Het werk in de unit Energie Efficiency in de Industrie heeft alle kenmerken van een geleidelijk op stoom komende ontwikkeling. Historisch beschouwd is dit één van de jongste aandachtsvelden van ECN. Het 'jonge' karakter van de unit blijkt daaruit, dat in de eerste jaren veel aandacht is gegeven aan studies om de behoefte aan nieuwe technologieën in kaart te brengen. Nog steeds wordt veel aan procesanalyse gedaan, maar het is zelf geen speerpunt.
In de loop der jaren is focus aangebracht door heldere keuzen. Ten eerste concentreert de unit zich op de energie-intensieve procesindustrie; daar kan het grootste resultaat worden behaald. Ten tweede is gekozen voor doorbraaktechnologieën die, indien succesvol, een aanzienlijk effect zullen hebben op Europees niveau. Dit zijn: Industriële warmtehuishouding, moleculaire scheidingstechnologie, en procesintensivering.
Moleculaire membraanscheiding (membraan = deels of selectief doorlatende barrière voor stoffen).
Peter Alderliesten, unitmanager Energie Efficiency in de Industrie (EEI): "Overal in de industrie speelt warmtehuishouding een belangrijke rol. Ruim 80 procent van het industriële energiegebruik is in de vorm van warmte. Deze komt uiteindelijk vrij op tamelijk lage temperatuur. We leggen ons toe op opwerking en nuttige toepassing van de warmtefractie tussen 50 en 150ºC. Scheiding, bijvoorbeeld door destillatie, is een energie-inefficiënt proces, rendement meestal niet meer dan 10 tot 15 procent. De verliezen worden deels opgevangen door procesintegratie. Met onze scheidingstechnologie willen wij hierin een stap vooruit maken. De derde stap, de procesintensivering, behelst het beter doen van het proces zelf.
We hebben met deze speerpunten kunnen aanhaken bij bestaande ECN kerncompetenties. Bij ECN is bijvoorbeeld veel kennis aanwezig van katalyse. Daar maken wij gebruik van voor onze eigen specifieke technologieontwikkeling. Ook de membraantechnologie is een zeer sterk punt, keramische materialen in het algemeen, overgekomen van MHD technologie. En we maken veel gebruik van kennis van reactieprocessen en gasreiniging.
In de eerste jaren probeerden wij op het gebied van industriële warmtepompen te snel op te schalen waardoor we te veel geld hebben gestopt in grote opstellingen. Dit onder druk van de buitenwereld om snel resultaat. Nu doen we een stap terug in de technologische ontwikkeling. We willen eerst op labschaal goed werkende apparaten en we zitten met onze technologie nog steeds in de fase van Proof of Principle."
Is de unit vorig jaar niet gestuit op een onverwachte hoeveelheid tegenslagen? De thermochemische warmtepomp kampte met lekkage; de thermoakoestische warmtepompen kampten met warmteverliezen en tekort aan vermogen; op zich goed functionerende membranen bleken niet bestand tegen verhitting. Alderliesten: "In deze fase van technologische ontwikkelingen krijg je onvermijdelijk te kampen met tegenslagen. Wij ontwikkelen kennis tot implementatierijpe technologie. Wij pakken altijd zaken aan die we niet geheel kunnen overzien - konden we dat wel dan zou die zaak niet tot ons terrein behoren."
Restwarmte wordt proceswarmte.
Maar de tegenvallers worden meer dan goed gemaakt door de resultaten. De SOCOOL installatie, die koude produceert uit restwarmte, functioneert goed. Het vervolgproject TOPMACS, bedoeld voor airco in vracht- en personenauto's, is inmiddels opgestart. De thermoakoestische systemen worden elk jaar verbeterd. De BATADU motor, de TA-warmtepomp en de TA-koeler functioneren goed al zijn de doelstellingen nog niet in zicht. In de cluster moleculaire scheidingstechnologie wordt de werking van membranen voor pervaporatie steeds beter begrepen, en de productie en beproeving van membranen gaat elk jaar beter. De bij ECN ontwikkelde technologie is bedoeld voor enkele grote industriële processen: ontwatering en scheiding van organische mengsels, ammoniakproductie, zuurstofafscheiding uit lucht, en scheiding van koolwaterstoffen. De membraantechnologie van de unit is ook aanleiding geweest voor Tokio Gas om samenwerking te zoeken met ECN bij verdere ontwikkeling van hun membraanreformer bij een van de waterstoftankstations in de Japanse hoofdstad.
De samenwerking met de industrie, zowel afnemers als toekomstige fabrikanten, wordt steeds hechter. In de speerpunt scheidingstechnologie is de eerste echte industriële Road Map van Nederland tot stand gekomen, een samenwerkingsverband van grote partijen. En de samenwerking leidt ook tot concreet resultaat. Alderliesten: "We kunnen steeds concreter worden. Bij de thermoakoestische warmtepomp hebben we in eerste instantie een brandergedreven apparaat voor ogen gehad, totdat we tot de ontdekking kwamen dat dat niet zo handig was in de omgeving waarin deze moest worden toegepast, bijvoorbeeld destillatie van koolwaterstoffen. Nu zijn de specificaties veel beter bekend, nu kunnen we gerichter ontwikkelen en kunnen we ook breder meedenken over consortiumvorming. Bedrijven komen aan met hun eigen technologische projecten. We verwachten binnen een jaar de vorming van een consortium met eindgebruikers en apparatenbouwers."
Contact:
Peter Alderliesten
Unitmanager Energie Efficiency in de Industrie
Tel. 0224 56 4567
alderliesten@remove-this-part-ecn.nl
