Wat is Power-2-X-technologie?
Industriële sectoren, zoals de chemiesector, zorgen voor veel CO²-uitstoot. Door de industrie te elektrificeren kan die uitstoot aanzienlijk verminderd worden. ‘Power-2-X’ is een scala aan conversie-technologieën die hierbij kunnen helpen. Het doel van Power-2-X is het gebruiken van elektriciteit om grondstoffen om te zetten naar bruikbare chemische producten voor de chemiesector. ‘Power’ staat dus voor de elektriciteit die wordt gebruikt, terwijl ‘X’ de geproduceerde producten aanduidt. Dat kan van alles zijn. Een bekend voorbeeld is Power-to-Hydrogen, oftewel de productie van waterstof met duurzame energie. Bij Power-2-X komen er meer sectoren kijken dan alleen de chemiesector. Ook de energiesector en apparatenbouw hebben hier een rol.
VoltaChem: een Shared Innovation Programme
VoltaChem is een Shared Innovation Programme mogelijk gemaakt door TNO. Je kan het zien als een netwerk waarin de elektriciteitssector, de chemische industrie en de machine-industrie samenwerken. Binnen TNO wordt al meer dan tien jaar gewerkt aan Power-to-X. Al snel werd duidelijk dat je niet in je eentje grote doorbraken kan maken op dit gebied – je moet met verschillende partijen en sectoren samenwerken. Vanuit die gedachte is het VoltaChem samenwerkingsverband ontstaan. VoltaChem is een Shared Innovation Programme dat onder andere de elektriciteitssector, de chemische industrie en machine-industrie samenbrengt.
Drie roadmaps
VoltaChem werkt met drie roadmaps: Power-2-Hydrogen, Power-2-Chemicals en Power-2-Integrate. Waar de eerste twee echt gaan om het omzetten van stoffen, draait de derde om de toepassing van nieuwe technologieën die VoltaChem of hun partners ontwikkelen. Daarbij gaat het om vragen als, hoe integreer en implementeer je nieuwe installaties, hoe schaal je ze op, en hoe benut je de kennis die daarbij komt kijken voor de volgende stap? Vanuit deze roadmaps gaan de partners binnen VoltaChem te werk. Daarbij wordt nadrukkelijk aansluiting gezocht bij Europa, en inmiddels neemt VoltaChem deel aan meerdere Europese projecten, waaronder PERFORM (PowerPlatform: Estasblishment of platform infrastructure of highly selective electrochemical conversions) en ICO²NIC (Innovative electrochemical CO² Conversion to Versatile Feedstock).
PERFORM: grondstoffen omzetten tot bio-plastic
PERFORM was een VoltaChem project binnen Horizon2020 dat zich richtte op de ontwikkeling van een installatie die elektrochemie inzet om bio-grondstoffen om te zetten in bouwstenen voor de productie van bioplastic – een voorbeeld van Power-2-Chemicals. Deze elektrochemische installatie is inmiddels ondergebracht bij TNO. In samenwerking met partners uit onder andere België, Italië, Spanje, Duitsland en Zweden werd de installatie ontwikkeld. Het project startte met laboratoriumexperimenten op een laag Technology Readiness Level (TRL) (2-3) en is later opgeschaald naar een pilotinstallatie (TRL 5-6). Deze installatie kan ondertussen ook ingezet worden voor de ontwikkeling van andere routes.
ICO²NIC: CO²-gebruik om grondstof te produceren
Begin 2025 is VoltaChem gestart met nog een nieuw Europees project, samen met onder andere Avantium, een andere partner uit PERFORM. Dit project – genaamd ICO²NIC (Innovative electrochemical CO² Conversion to Versatile Feedstock) – focust op het omzetten van CO² in biogrondstoffen. Met behulp van Carbon Capture and Utilisation (CCU), oftewel CO²-afvang en -gebruik, wordt CO² uit onze lucht wordt gehaald én weer gebruikt wordt voor iets anders. Ook hier ligt de nadruk opnieuw op de elektrificatie van de industrie, door wederom gebruik te maken van een elektrochemisch proces om de CO² om te zetten. Het ICO²NIC project zit dus nog in haar beginfase en loopt tot en met eind 2028.
Een schoon toekomstbeeld
Omdat VoltaChem een doorlopend initiatief is, bestaat er een duidelijk ambitie om Europese samenwerkingen verder te versterken. Power-2-X speelt een sleutelrol voor de verduurzaming van Europa en haar industrie, en samenwerking voorbij de grenzen is daarvoor cruciaal. Zo bevinden de belangrijkste chemieclusters zich vooral in Noordwest-Europa, terwijl goedkope hernieuwbare energie vooral in Zuid-Europa en Scandinavië te vinden is. Coördinatie op Europees niveau is daarom ook nodig om deze verschillende regio’s in Europa met elkaar te verbinden, en opgedane kennis breder toegankelijk te maken. Daarnaast heerst er nog een andere ambitie bij VoltaChem, een zogenoemde moonshot, aldus de Graaff uit. Tegen 2040 moet er een eerste echte fabriek staan waarin de Power-2-X-technologieën van VoltaChem grootschalig worden toegepast om brandstoffen en plastics met duurzame energie te maken uit CO².
Martijn de Graaff werkt als Business Director Industrial Transformation and Power-2-X bij TNO en is verantwoordelijk voor het VoltaChem-programma. De Graaff heeft ervaring in business development, met name op het gebied van innovatie binnen de chemie, chemische procestechnologie en hightechapparatuur. Momenteel werkt hij aan het opzetten van publiek-private samenwerkingen in deze domeinen, met een focus op Noordwest-Europa.
Context
In de seriereeks “Uitgelicht” plaatst Neth-ER EU-gefinancierde onderzoeks-, innovatie- en onderwijsprojecten van haar leden en achterban in de schijnwerpers. Martijn de Graaff werkt als Business Director Industrial Transformation and Power-2-X bij TNO en is verantwoordelijk voor het VoltaChem Programma. PERFORM ontving budget uit Horizon2020, het achtste kaderprogramma, uit Pijler II Industrial Leadership.
