Contribution to the conference: International Conference on New Pathways for Community Energy and Storage, 6-7 June 2019ABSTRACTThe community renewable energy is often seen as the way to address the societal challenge of energy transition. Many scholars foresee a key role for community energy in accelerating of the energy transition from fossil to renewable energy sources. For example, some authors investigated the transformative role of community renewable energy in the energy transition process (Seyfang and Smith, 2007; Seyfang and Haxeltine 2012; Seyfang et al. 2013; Seyfang et al. 2014; Smith et al. 2017; Martiskainen, 2017; Ruggiero et al. 2018; Hasanov and Zuidema, 2018; de Boer et al. 2018). Recognising the importance of community energy many scholars studied different internal and external conditions that contribute or hinder the success of local renewable energy initiatives (Walker et al. 2007; Bomberg and McEwen, 2012; Seyfang et al. 2013; Wirth, 2014; Hasanov and Zuidema, 2018; Ruggiero et al. 2018). One of such conditions contributing to the success of community energy initiatives is the capacity to adopt and utilize new technologies, for example, in the area of energy storage, which would increase flexibility and resilience of the communal energy supply systems.However, as noted by Ruggiero et al. (2018), the scholarship remains unclear on “how a very diverse and relatively small sector such as community energy could scale up and promote a change in the dominant way of energy production”. What is then the real transformative power of local renewable energy initiatives and whether community energy can offer an alternative to the existing energy system? This paper aims to answer these questions by confronting the critical review of theory with the recent practice of community energy in the Netherlands to build and scale up independent and self-sustaining renewable energy supply structures on the local and national scale and drafting perspectives on the possible role of community energy in the new energy system.
Associate lectoren Carolien Kattenbelt en Leo Polak hebben het afgelopen jaar bij de HAN leiding gegeven aan het Lectoraat Balanced Energy Systems. Met onderzoek naar technische innovaties voor de versnelling van de energietransitie. Ze kijken terug op een mooi jaar en blikken vooruit.
LINK
Dit KIEM-VANG project gaat een bijdrage leveren aan het verwerken en beter verwaarden van heterogene biotische afvalstromen zoals restaurantafval. Voor een dergelijke afvalstroom is verwaarden van individuele componenten problematisch en de stroom wordt daarom doorgaans door vergisting omgezet in biogas. Een vloeibare energiedrager als methanol zou hanteerbaarder en attractiever zijn, bijvoorbeeld voor opslag. Bovendien is methanol één van de belangrijkste platformchemicaliën voor de chemische industrie. Methanol wordt nu gemaakt uit aardgas in een duur en complex proces. Dit project beoogt de haalbaarheid van een alternatieve route van biogas naar methanol te onderzoeken: omzetting van biogas naar methanol in een biologische route. De biologische productie van methanol uit biogas draagt bij aan het verminderen van het gebruik van fossiele bronnen en broeikasgasemissies, creëert een nieuwe kringloop van biotisch afval naar hernieuwbare chemische synthese en is potentieel decentraal en kleinschalig toe te passen. Kleinschaligheid impliceert decentrale productie en opslag, vergemakkelijkt de logistiek, vermindert benodigde investeringen en verhoogt tevens de zichtbaarheid voor en daarmee de acceptatie door het grote publiek. Het onderzoek richt zich met literatuurstudie, virtueel prototyping en laboratoriumtesten op de technologische (biologische en/of chemische) parameters die de efficiënte productie van methanol uit biogas bepalen, met aandacht voor katalysatoren, (kunstmatige) enzymen en microbiële omzetting, resulterend in het conceptontwerp van een grote installatie. Daarnaast wordt de economische haalbaarheid en duurzaamheid van biologische methanolproductie onderzocht en vergeleken met bestaande alternatieven in een adaptief rekenmodel met het oog op duurzame inpassing in (kleinschalige) biogasketens. De samenwerkende MKB’s Enki Energie en Physixfactor zien kansen met dit idee hun marktpositie in kleinschalige duurzame energie (Enki) en het doorrekenen van innovatieve installaties (Physixfactor) uit te breiden. Samen met de kennisinstelling Hanze University of Applied Sciences Groningen is een goede aanzet te geven tot een groter vervolgproject met een groter kennisnetwerk van belang en belangstelling hebbende bedrijven en kennisinstellingen.
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.
Omdat netcongestie en gelijktijdigheid van het energiesysteem steeds grotere uitdagingen worden naarmate de adoptie van zonnne- en windenergie toeneemt, zien we in toenemende mate dat de duurzame energie opweksystemen niet tot hun volledige potentieel benut worden. Dat geldt voor wind- en zonneparken op elke schaal. Het is aantrekkelijk om deze ‘overtollige’ energie toch nog nuttig te gebruiken door het om te zetten in waterstof voor decentrale toepassingen. Tegelijk zien we dat de uitlevering van die waterstof in gasvorm problemen kent. De benodigde waterstof volumes zijn al snel heel groot wat zorgt voor complicaties op het gebied van veiligheid en vergunningen. Bij bestaande pilots treden problemen op omdat er (te) vaak nieuwe flessenbundels moeten worden gebracht om aan de vraag te voldoen. Bij opschaling zal dat zich vertalen naar een enorme capaciteit aan grote en zware gas cilinders, met de logistieke- en capaciteitsuitdagingen die daarmee gepaard gaan. Een oplossing daarvoor kan zijn om het waterstof in de vorm van methanol als drager te verplaatsen, gezien de energiedichtheid per volume van methanol ruim een factor 3 hoger is dan die van waterstof zelf. Daardoor nemen zowel de volumes, als de prijs voor eindgebruiker, af. Momenteel is er echter geen groene methanol als waterstofdrager commercieel verkrijgbaar. In dit project ontwikkelen we het systeemontwerp voor de productieketen van (een teveel aan) zonne-energie tot aan opslag van methanol. We bouwen een lab opstelling waarmee we efficiëntie en opbrengsten van dit systeem kunnen bepalen en voeren een techno-economische haalbaarheidsstudie uit, geschaald naar de Nederlandse waterstofeconomie. Het doel is om het werkingsprincipe en de levensvatbaarheid van groene waterstof uit overtollige pv energie, aan te tonen.
