The living lab EnTranCe provides a platform for open innovations. Stakeholders from large industry, SME’s, government and the research community team up to work on the future of the European energy system, with gas in a pivotal role. An important element of the innovation strength of EnTranCe is that it also serves a number of MSc programmes. This brings you students in contact with relevant research and gives hands-on experience in solving the intricate problems that come with stronger interconnected and changing energy markets. is explained. Thus, the innovative projects taking shape at EnTranCe have a dual role in forming the students while at the same time leading to innovative applications of natural gas. In all, the developments at EnTranCe strongly support the case of natural gas as the bridging fuel in the European Energy Transition.
Problems of energy security, diversification of energy sources, and improvement of technologies (including alternatives) for obtaining motor fuels have become a priority of science and practice today. Many scientists devote their scientific research to the problems of obtaining effective brands of alternative (reformulated) motor fuels. Our scientific school also deals with the problems of the rational use of traditional and alternative motor fuels.This article focused on advances in motor fuel synthesis using natural, associated, or biogas. Different raw materials are used for GTL technology: biomass, natural and associated petroleum gases. Modern approaches to feed gas purification, development of Gas-to-Liquid-technology based on Fischer–Tropsch synthesis, and liquid hydrocarbon mixture reforming are considered.Biological gas is produced in the process of decomposition of waste (manure, straw, grain, sawdust waste), sludge, and organic household waste by cellulosic anaerobic organisms with the participation of methane fermentation bacteria. When 1 tonne of organic matter decomposes, 250 to 500–600 cubic meters of biogas is produced. Experts of the Bioenergy Association of Ukraine estimate the volume of its production at 7.8 billion cubic meters per year. This is 25% of the total consumption of natural gas in Ukraine. This is a significant raw material potential for obtaining liquid hydrocarbons for components of motor fuels.We believe that the potential for gas-to-liquid synthetic motor fuels is associated with shale and coalfield gases (e.g. mine methane), methane hydrate, and biogas from biomass and household waste gases.
In het kader van het FLEX P2G project zijn prototypes van een 50 KW PEMWE electrolyser en van een SEM reactor ontwikkeld. Met behulp van deze Power to Gas (P2G) technologie kan door middel van elektrolyse eerst waterstof en vervolgens ‐ na een reactie met CO2‐ methaan worden geproduceerd. Dit onderzoek richt zich op het inzichtelijk maken en identificeren van (niche)markten en het ontwikkelen van business cases voor deze technologie. Hiertoe worden alle kosten en baten van de technologie geïnventariseerd en voor zover mogelijk gemonetariseerd.Er zijn vier mogelijke modellen voor de toepassing van P2G technologie onderzocht. Deze vier modellen kennen elk meerdere varianten. In het dedicated model wordt de elektriciteitsproductie van een PV‐installatie en/of een windturbine volledig benut voor P2G. Het methaan wordt verkochtaan derden. In het Gas voor eigen gebruik model wordt de elektriciteitsproductie van een PVinstallatie of een windturbine ook volledig benut voor P2G. In dit model wordt het geproduceerde methaan door het huishouden of door de onderneming zelf gebruikt om zodoende te besparen op de eigen gasrekening. In het windpark Fryslan model wordt de elektriciteitsproductie van het windparkgeheel of gedeeltelijk benut voor P2G. De belasting van het hoogspanningsnetwerk kan daardoor worden verminderd waardoor investeringen in het verzwaren van dit netwerk kunnen worden vermeden. In het flexibiliteitsmarkt model wordt een P2G‐installatie gebruikt om bij te dragen aanhet balanceren van het elektriciteitsnet. De P2G‐installatie neemt elektriciteit af op momenten van overschotten op het net en wordt daarvoor beloond.Voor de vier modellen en hun varianten is een kosten‐baten analyse opgesteld. De belangrijkste kosten worden veroorzaakt door de investeringen, het onderhoud, de elektriciteit en de CO2. De belangrijkste opbrengsten bestaan uit de opbrengst van methaan, warmte, zuurstof en eventueel uit de vermeden investeringen in de uitbreiding van het hoogspanningsnet.Het FLEX P2G project heeft als doel om een gecombineerde electrolyser en SEM reactor te ontwikkelen met een kostprijs (CAPEX) van € 1.500 per kWe. De jaarlijkse onderhoudskosten worden gesteld op 5% van de gedane investering.Voor de kosten van elektriciteit wordt uitgegaan van de verwachte ontwikkeling van de day ahead prijs op de APX energiebeurs. Verwacht wordt dat de prijs zich zal ontwikkelen van € 0,025 in 2018 tot € 0,060 in 2032. Aangenomen wordt dat indien de exploitant van een PV‐installatie of windturbine in aanmerking komt voor SDE+ subsidie dat deze regeling van kracht blijft ook als deelektriciteit wordt geleverd aan een P2G installatie.De kosten van CO2 zijn sterk afhankelijk van de schaalgrootte van het project. Bij een kleinschalig project moet de CO2 in pakketten cilinders worden aangeschaft voor circa € 1.000 per ton CO2. Indien er kan worden gekozen voor vervoer per tanktruck en opslag in een tank zijn de kosten van CO2 € 38 ‐ € 58 per ton. Wanneer er sprake is van grootschalig gebruik of als er een CO2‐distributienet in de directe omgeving is kan de CO2 worden afgenomen via een pijpleiding. Deze kosten zijn sterk situatie specifiek.De opbrengst van methaan kan op meerdere manieren worden gewaardeerd. Indien het gas wordt verkocht op de day‐ahead markt dan is de verwachte prijs € 0,016 per kWh in 2018. Als het gas kan worden verkocht als gecertificeerd groengas dan is de verwachte prijs € 0,026 per kWh. Wanneer het gas wordt aangewend voor eigen gebruik dan gelden de bespaarde uitgaven als de opbrengst van het gas. Voor een huishouden is dit € 0,059 per kWh en voor een niet‐huishouden is dit € 0,042 per kWh. Indien de gasprijs eenzelfde tarief zou kennen als de benzineprijs op basis van de energie‐inhoud dangeldt een prijs van € 0,103 per kWh. Tenslotte kan de prijs worden gebaseerd op de bestaande subsidieregelingen met gas als energiedrager. De SDE+ subsidie voor biomassavergassing bedraagt € 0,150 per kWh.Er is alleen sprake van een opbrengst van warmte indien de warmte kan worden geleverd aan een warmtenet in de omgeving. Warmtenetten in Nederland hebben vaak een vaste bron van warmte, er is meestal geen sprake van open access. Een gemiddelde vergoeding voor warmte is € 0,018 per kWh.De industriële markt voor zuurstof lijkt niet geschikt voor een P2G‐project. De volumes op deze markt zijn groot en er is sprake van een continu proces. De markt voor medische zuurstof is mogelijk wel geschikt. Bij succesvolle toetreding zou zuurstof kunnen worden geleverd aan zuurstofdepotsvan leveranciers op deze markt. De prijs wordt geschat op € 0,27 per kg.Uit de analyse van het dedicated model blijkt dat het P2G‐proces niet resulteert in een positieve business case op basis van de opbrengsten van methaan, warmte en zuurstof. Ook wanneer de prijs van methaan wordt gebaseerd op de prijs van benzine blijft de netto contante waarde van hetproject negatief.Het Gas voor eigen gebruik model is gebaseerd op het vinden van een zo groot mogelijk verschil tussen de elektriciteitsprijs en de gasprijs. Door het geproduceerde gas zelf te gebruiken wordt de waarde van het gas gelijk aan de prijs die anders bij inkoop zou moeten worden betaald. Dat is eenprijs inclusief belasting en daardoor is deze relatief hoog. Ook dit model resulteert niet in een positieve business case.In het Windpark Fryslan model staat het besparen van de kosten van het uitbreiden van het hoogspanningsnet centraal. De bouw van het windpark maakt de aanleg van een ontsluitingskabel van Breezanddijk naar Marnezijl en een nieuwe ondergrondse kabel van Marnezijl naar Oudehaske noodzakelijk. De kosten worden geschat op € 2,5 mln per kilometer. De toepassing van P2G ominvesteringen in het hoogspanningsnet te voorkomen resulteert bij Windpark Fryslan niet in een positieve business case. Wel is duidelijk dat als de bespaarde investeringen maar hoog genoeg zijn er op een gegeven moment sprake zal zijn van een positieve business case.Uit de gevoeligheidsanalyse blijkt dat bij een daling van de investeringskosten naar € 1.200 tot € 1.000 per kW en een toekomstige elektriciteitsprijs van hoogstens € 0,04 er sprake is van een positieve business case. De verkoop van gas, warmte, zuurstof en besparingen op infrastructuur moeten dan allemaal een significante bijdrage leveren. Dit betekent dat er een warmtenet in de buurt moet zijn en dat de betreding van de zuurstofmarkt succesvol moet verlopen. Bovendien moet het methaan kunnen worden verkocht voor een prijs die is gebaseerd op de prijs van benzine.Tenslotte wordt In het flexibiliteitsmodel een P2G‐installatie gebruikt om bij lage en negatieve APXprijzen methaan te produceren. Er kan in dit model geld worden verdiend op de onbalansmarkt. Tegen de huidige en verwachte gasprijs en het relatief lage aantal uren dat er kan worden geopereerd op de onbalansmarkt is er geen sprake van een positieve business case.
Onze huidige voedselvoorziening wordt gekenmerkt door overmatig gebruik van bestrijdingsmiddelen zoals antibiotica, genetische manipulatie, overdadig veel transport, water en andere grondstoffen worden gebruikt en productieprocessen gebaseerd op fossiele brandstoffen. Ook wordt veel landbouwgrond dusdanig uitgeput dat de kwaliteit van de grond en de diversiteit sterk achteruit gaan. Gezonde en duurzaam geproduceerde voeding zou voor iedereen bereikbaar moeten zijn. Bovendien is er veel leegstand in verschillende regio’s, deze leegstand kan door middel van aquacultuur systemen zeer waardevol worden benut. Dit is de aanleiding geweest om te zoeken naar alternatieve mogelijkheden voor duurzame productie van voedsel binnen de agrifoodsector. Geïntegreerde aquacultuur systemen worden verwacht goed toepasbaar te zijn voor duurzame voedingsproductie. Deze systemen verminderen de afhankelijkheid van de huidige voedselvoorziening van chemie, olie en gas. Bovendien stimuleert het de lokale en regionale economie en schept het duurzame werkgelegenheid. De doelstelling is het sluiten van de materiaalstroomketen, het voorkomen van afvalstoffen en het stimuleren van grondstof besparing. De aanpak van dit project is daarom gericht op de transitie naar circulaire materiaalstromen waarbij hoogwaardig hergebruik van de materialen mogelijk is op een manier waarbij waarde wordt toegevoegd. Hierbij worden mogelijkheden verkent in het kader van de biobased economy en nieuwe business- en verdienmodellen van dergelijke geïntegreerde aquaculturen. De onderzoeksvraag voor A2FISH is welke circulaire business- en verdienmodellen er realiseerbaar zijn voor kansrijke geïntegreerde aquacultuursystemen binnen de agrifoodsector. Om die onderzoeksvraag uiteindelijk te kunnen beantwoorden, zijn een aantal deelvragen geformuleerd: • Welke aquacultuursystemen zijn kansrijk toepasbaar binnen de agrifoodsector? • Aan welke technische en economische aspecten moet een aquacultuursysteem voldoen om te komen tot kansrijke business- en verdienmodellen? • Welke soorten planten kunnen worden met waardevolle inhoudsstoffen kunnen worden gekweekt met de aquacultuursystemen? • Welke soorten gangbaar industrieel visvoer kan worden gefabriceerd uit reststromen uit de voedingsmiddelenindustrie en welke invloed heeft dit voer als bemesting op de waterkwaliteit? • Hoe ziet een vervolgtraject voor een geïntegreerd circulair aquacultuursysteem eruit en in hoeverre is dit anders dan voor gangbare alternatieven?
In onze binnensteden zijn de gevolgen van Corona fysiek misschien wel het meest zichtbaar: in het voorjaar lege straten, veilige looproutes, afzettingen en vergrote terrassen. Ook de gedeeltelijke lockdown van dit najaar raakt binnensteden hard. Daarmee is een al langer lopende transitie in de retailsector zich versneld aan het doorzetten. De vraag hoe binnensteden zich kunnen ontwikkelen van ‘place to buy’ naar ‘place to be’ heeft daarmee aan urgentie gewonnen. De centrale vraag in onze challenge is hoe we snel en adequaat kunnen inspelen op deze versnelde transitie. We willen zorgen dat de binnenstad ook na Corona aantrekkelijk blijft om te bezoeken. Grootschalige leegstand zou desastreus zijn voor de uitstraling en beleving. Een neerwaartse spiraal willen we voorblijven. Een aantrekkelijke en vitale binnenstad is bovendien noodzakelijk om jong talent in onze stad te behouden en aan te trekken. We gaan studenten uitdagen concrete maar flexibele invullingen te bedenken voor het geval er een groot en beeldbepalend pand leeg komt te staan. Toerisme-studenten (HBS ) focussen zich daarbij op de food- en beverage-sector. StadsLAB-studenten (ABR&R ) gaan na welke ruimtelijke functiecombinaties hiermee mogelijk zijn incl. de mogelijke impact op de directe omgeving van een pand. We bouwen daarbij voort op lopende studentprojecten die zich n.a.v. Corona op een meer conceptueel niveau bezighouden met de toekomst van de binnenstad, bijv. gericht op smart routings waarbij veiligheid en gastvrijheid hand- in hand gaan. Uiteraard nemen we ook de opgedane ervaringen met Corona-maatregelen mee: wat werkte best goed en wat was noodzakelijk kwaad.
In Nederland draaien 600.000 industriemotoren in transport, scheepvaart en z.g. Non Road Mobile Machinery (m.n. land- en bosbouw machines en stationaire motoren). Zij verbruiken jaarlijks ongeveer 5 miljard liter diesel, 20%% van het totale dieselverbruik. Ook deze sectoren dienen hun CO2 uitstoot en stikstofuitstoot te reduceren. Kijkend naar mogelijke oplossingen is elektrificatie niet geschikt vanwege het hoge specifiek gevraagde vermogen + kosten. Waterstof is te duur en voor mobiele toepassingen te bewerkelijk. Gesteund door technologie-neutraal klimaatbeleid vanuit de EU (32% hernieuwbare brandstoffen in 2030, waar elektrificatie niet mogelijk is), definieert de sector een voorkeur voor hernieuwbare methanol als marsroute richting emissiereductie. RAAK-MKB project Schoon Schip levert eind 2023 een werkend prototype methanol-conversiekit en manual voor een kleine industriemotor op. Mede door dit succes, groeide het consortium en ontstond een nieuwe vraag: Hoe kan de sector van industriemotoren lokale emissies van het huidige motorenpark van Stage III motoren naar Stage V niveau- en de Well-to-Wheel CO2-uitstoot verlagen met gebruik van hernieuwbare methanol als brandstof? De huidige stand van de techniek laat zien dat in grote (scheepvaart) motoren (<10.000Kw) dual-fuel en uitlaatgasnabehandeling vorm krijgt, voor kleinere industriemotoren is deze techniek nog nauwelijks beschikbaar. De HAN beantwoordt deze marktvraag in 4 werkpakketten om effectieve conversie van een stageIII motor naar StageV emissies te realiseren. Ze maakt hier een vertaalslag van de wetenschap en kennis bij grote zeevaartmotoren, naar (kleinere) industriemotoren. Dit gebeurt door te onderzoeken binnen welke kaders (economisch, emissies, prestaties en levensduur) een prototype motor te ontwikkelen klaar voor lange duurtesten. Brandt Schoon combineert opgedane motorenkennis met kennis uit de academische wereld om tot een betrouwbare toepassing van methanol in de binnenvaart te komen. Het gaat er om tot een werkende praktijkoplossing te komen voor het gebruik van hernieuwbare methanol in het bestaande park van 600.000 industriemotoren.
