Energie

Dr Ten werkt in Delft samen met de TU Delft en overige bedrijven in het FLEXINet project aan de verdere ontwikkeling en demonstratie van het energieopslag systeem van de toekomst. FLEXINet onderzoekt en ontwikkelt zogenaamde hybride opslagsystemen. Het zijn gecombineerde energie opslag systemen (bv een combinatie van een twee verschillende batterijen), waarmee zowel warmte als elektriciteit opgeslagen kan worden. Dr Ten demonstreert en analyseert hierin een verbeterd hybride batterij systeem maar ook een systeem dat geladen worden met stroom en ontladen wordt door warmte af te geven. Het ministerie trekt er 5,7 miljoen euro voor uit.

Om lokaal opgewekte duurzame energie beschikbaar te maken op de gewenste tijd, is energieopslag nodig. Daarvoor worden bijvoorbeeld batterijen van elektrische auto’s of zeezoutbatterijen ingezet. De innovaties worden  in Green Village/Delft en Hilversum (en Delft) geïntegreerd en geanalyseerd bij een woning en een duurzame carport te worden toegepast om ze in de praktijk meervoudig toe te passen. Het FLEXINet-consortium bestaande uit  newtech bedrijven, het Belgische VITO onder leiding van de Technische Universiteit Delft, startte per 1 mei 2021 met het grootschalige onderzoeks- en ontwikkelingstraject. Het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat trekt er 5,7 miljoen euro voor uit en het project loopt tot 2025.

Professor Pavol Bauer, TU Delft is de projectleider en coördinator van het project: ‘Met FLEXINet streven we naar een systeem dat de energietransitie bespoedigt. Door slimme combinaties van technieken te maken – denk aan het samenvoegen van gerecyclede batterijen, nieuwe batterijen, het opladen van elektrische auto’s en flexibele warmtepompen – hopen we een belangrijke bijdrage te leveren aan de klimaatdoelen.’ Jeroen Pool, coördinator van Energiecoöperatie HET: ‘Het onderzoek richt zich ook op de effectieve aansturing van opwek, opslag en levering. Dat maakt dit onderzoek zo belangrijk, want daar zit ruimte voor een grote efficiëntieslag.’ Pool vervolgt: ‘Voor de opslag worden allerlei effectieve innovaties ingezet. Dit zijn bijvoorbeeld verbeterde lithium-ion batterijen, autobatterijen van beschikbare elektrische auto’s, maar ook een verbeterde zeezoutbatterij, een warmtebuffer (power-to-heat) en een stroom-warmte batterij.’

Van het aardgas af

Nederland gaat de komende jaren van het Groningse aardgas af. Sinds 2018 geldt er immers een verbod op gasaansluitingen in nieuwbouwwijken, waardoor projectontwikkelaars op duurzame wijze de nieuw te bouwen huizen moeten verwarmen. Maar ook onze mobiliteit – alle bewegingen door verplaatsing van mensen, goederen en energie – is sterk aan het veranderen. Zo is er in het regeerakkoord van 2017 afgesproken dat er in 2030 alleen nog auto’s verkocht mogen worden die emissievrij rijden. Deze ontwikkelingen zorgen voor druk op het elektriciteitsnet. En daar wil het FLEXINet-consortium iets aan doen.

Thuisbatterij en slimme laadpaal

Dr Laura Ramirez Elizondo, assistent professor aan de TU Delft, legt het als volgt uit: ‘Het gaat straks allemaal om het slim combineren van technieken. Denk bijvoorbeeld aan het koppelen van een thuisbatterij aan een woning met zonnepanelen. Of aan een slimme laadpaal voor je deur, die laadt buiten de piekuren om en zelf stroom terug kan leveren.’

Slimme mix

Zoals uit de (hierboven genoemde) voorbeelden van Ramirez Elizondo blijkt, is het toekomstige energiesysteem een mix van energiedragers. Dr Gautham Ram, die een paar jaar geleden een systeem ontwikkelde waarmee elektrische auto’s direct en snel zijn op te laden met zonnestroom en een belangrijke rol in het FLEXINet-project vervult, vult aan: ‘Onze elektriciteit en warmte zal straks afkomstig zijn uit een hybride systeem dat aangestuurd wordt door slimme softwarealgoritmes en komt van duurzame energie. Hybride energieopslag speelt hierin een belangrijke rol en profiteert van verschillende nieuwe technologieën die slim met elkaar gecombineerd kunnen worden. Denk bij nieuwe technologieën aan micro-warmtekrachtkoppelingen, regelbare warmtepompen of vehicle-to-grid – dat je je elektrische auto niet alleen gebruikt als vervoersmiddel, maar ook om elektriciteit mee op te slaan.’ FLEXINet biedt dus een complete, voor de gebruikers aantrekkelijke, oplossing die gevalideerd is in living labs.

Living labs

Naast de kantoorlocaties van de consortium-deelnemers zijn in twee living labs waar onderzoeksactiviteiten worden uitgevoerd: in Delft (The Green Village) en Hilversum (Hilversumse Energie Transitie). Een living lab is een afgebakende en dus veilige locatie waarin verschillende partijen gezamenlijk werken aan een innovatieve oplossingen in een levensechte setting. ‘In het FLEXINet-project zullen de flexibele apparaten in de living lab-woningen worden aangesloten op een Home Energy Management System (HEMS),’ legt Marjan Kreijns, directeur van het Delftse openluchtlaboratorium uit. ‘Slimme algoritmes in het HEMS bepalen of de woning elektriciteit opslaat in de thuisbatterij, of omzet naar warmte en deze bijvoorbeeld opslaat in een thermische buffer. Het HEMS communiceert vervolgens met een overkoepelend energiemanagementsysteem. Met dat systeem wordt onderzocht of het energieverbruik (en de kosten) voor bewoners verlaagd kunnen worden en of lokale congestieproblemen verminderd of zelfs voorkomen kunnen worden.’ Dit is een belangrijke stap op weg naar decentrale (semi) autonome energiesystemen, waar we in de toekomst veel meer mee te maken krijgen.

MOOI

Het FLEXINet-consortium streeft naar hybride energieopslagtechnologieën in de gebouwde omgeving en wordt mede gefinancierd  vanuit de subsidieregeling Missie gedreven Onderzoek, Ontwikkeling en Innovatie (MOOI). Doel van deze regeling, die door het ministerie in het leven is geroepen, is het versnellen van en het implementeren van klimaat gerelateerde ontwikkelingen. Oplossingen moeten leiden tot eerste toepasbare producten en diensten die in 2030 daadwerkelijk operationeel zijn. Ook studenten werken mee en kwamen al tot eerste publicaties en afstudeer rapporten. Verwachting is dat meerdere innovaties in de komende twee jaar met succes kunnen worden gedemonstreerd en geanalyseerd met het doel om enerzijds kennis te delen en te vergroten maar ook om nieuwste duurzame technologie verder in de maatschappij te zetten.

https://www.tudelft.nl/en/eemcs/cooperation/flexinet

In het EU project “Sustainable Selfsupporting Urban Smart Grid” (afgekort SSUSG) ontwikkelt Dr Ten in samenwerking met o.a. TNO, Stichting DE COOBRAA, het bedrijfsleven en het kennis- en onderwijsveld de eerste stap van een energieleverend systeem op woning niveau voor zowel de opwekking, de opslag als ook de uitgifte van warmte en elektriciteit (proof of concept).

In tegenstelling tot de gangbare innovatieve energiesystemen wordt deze SMART grid niet alleen voor elektrische energie vormgegeven, maar ook voor warmte. De energie wordt op wijkniveau opgewekt, opgeslagen en weer aan de wijk teruggegeven.

Dit EU project behelst de ontwikkeling van een duurzaam zelfvoorzienend energiesysteem dat opgeschaald naar wijkniveau de eerste in zijn soort is in Europa.

Met name de koppeling van warmte en elektrische energie opwekking en de opslag daarvan in een gecombineerde zout- en warmtebatterij op basis van niet-fossiel zout (zeezout) is uniek. Dr. Ten ontwikkelt de opslag van elektrische energie in een zeezout batterij en evalueert daarbij ook warmte voorziening d.m.v. waterdamp en back up stroom opwekking door innovatieve (bio)diesel technologie/CHP.

De opslag van elektriciteit (zonder de opslag van warmte) in wijkbatterijen wordt al op verschillende plaatsten toegepast, maar dit vindt vrijwel altijd plaats op basis van schaars wordende (dure) grondstoffen zoals het moeilijke te recycleren lithium.

De ontwikkeling van de combi-batterij waarin zowel warmte als elektrische energie wordt opgeslagen als een onderdeel van een SMART grid waarin de opwerk/opslag en de uitgifte van energie wordt gecombineerd, is door de toepassing van zeezout veel goedkoper en milieuvriendelijker.

Het “Sustainable Selfsupporting Urban Smart Grid” wordt op locatie in Almkerk en later in Breda met een Cubicco woning ontwikkeld. De urban smart grid moet zodanig worden vormgegeven dat het grid door het lokale MKB in de Zuid-Nederlandse binnensteden kan worden geïmplementeerd.

Dit vraagt niet alleen om het door ontwikkelen en op elkaar afstemmen van apparaten en technieken, maar ook van het trainen van de medewerkers van het MKB om het Sustainable Selfsupporting Urban Smart Grid in de steden van Brabant, Zeeland en Limburg te implementeren. In dat kader worden zowel het onderwijsveld (Avans) als de Vereniging van Brabantse Gemeenten bij de ontwikkeling van het Urban Smart Grid betrokken.

In dit project werkt ADSR samen de volgende organisaties samen:

TNO

Cubicco Bergen op Zoom

DrTen Wezep (met haar partners en suppliers)

COOBRAA Boxtel

De enorme stijging van de windmolens, zonnepanelen, warmtepompen en elektrische voertuigen die op verschillende momenten van de dag energie produceren en consumeren, zorgt voor steeds grotere fluctuaties tussen vraag en aanbod van energie. Dat leidt tot instabiliteit op het stroomnet en heeft fluctuerende energieprijzen tot gevolg.

Door batterijtechnologie in de lokale energie-verzorging toe te passen kunnen de pieken en dalen op het energienet gebalanceerd worden.

Dr Ten demonstreert en analyseert in dit project de zeezoutbatterij in een micro-grid setting.

Dit project ontvangt ondersteuning van  de Europese Unie, het Ministerie van Economische Zaken (tegenwoordig: “en Klimaat”), het Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierug und Energie van Nordrhein-Westfalen en de provincie Gelderland, Noord-Brabant, Overijssel en Limburg.

Download hier de Cleantech Energy Crossing poster.

Marnix ten Kortenaar van Dr Ten tekent de samenwerkingsovereenkomst.

In de komende jaren hoopt Dr Ten een nieuwe regenerator te ontwikkelen voor nieuwe dampverwarmingstechnologie voor high-tech leader Agam. Omgekeerd zal Agam Dr Ten ondersteunen in de productie van een nieuw type flow batterij. Agam ontwikkelde een nieuwe dampverwarmer met zout terwijl Dr Ten met dergelijke zouten een nieuwe batterij ontwikkelde.

Dr Ten is de winnaar van de Jan Terlouw Innovatieprijs 2013. Zij ontwikkelden een batterij van zeer goedkoop materiaal, die stabieler en schoner is dan welke andere batterij ook. Daarmee is het mogelijk goedkoop lokaal energie op te slaan. Jan Terlouw reikte de prijs van € 10.000 en acht adviesdagen uit op maandag 25 november tijdens het GreenTech congres in Apeldoorn.

De jury prees de hoge kwaliteit van de inzendingen. Juryvoorzitter Jan Terlouw: ‘De inzendingen laten zien dat Oost Nederland ongelooflijk innovatieve ondernemers op het gebied van Energie- en Milieutechnologie heeft.’ De jury koos voor de zeezoutbatterij van Dr. Ten waarmee bijvoorbeeld een huishouden de thuis opgewekte zonne-energie kan opslaan. Daarmee biedt de batterij veel extra mogelijkheden voor duurzame energie. Marnix ten Kortenaar van Dr. Ten was dolblij: ‘Ik zag zulke goede andere mededingers dat ik het niet verwacht had. Ik ben ongelooflijk blij, dit is echt een flinke steun in onze rug.’

Een vakjury, bestaande uit Jos Blom (Innovation and Strategy Consultent bij Alliander), Henk Schepers (Director Business Unit Industry bij Tauw), Jan Emmerzaal (Director Green Energy Initiative, Universiteit Twente) en Aad van der Starre (CEO DutchenV) onder voorzitterschap van schrijver en voormalig politicus Jan Terlouw selecteerde de winnaar op basis van een aantal criteria en voorwaarden. Zo moet het gaan om een letterlijk tastbare innovatie op het gebied van Energie- en Milieutechnologie (EMT) die in de regio Oost Nederland is bedacht en daar ook wordt geïmplementeerd. De (verwachte) economische waarde van de innovatie staat centraal bij deze verkiezing. In 2014 wordt de prijs opnieuw uitgeschreven.

Bron: www.kiemt.nl

Zie ook: http://www.omroepgelderland.nl/web/nieuws-1/2043864/vernieuwingsprijs-voor-zeezoutbatterij-uit-wezep.htm#.UpO5vznbojM