Programmalijn 1: CO2-neutraal industrieel warmtesysteem

De programmalijn CO2-neutraal industrieel warmtesysteem is opgebouwd uit twee deelprogrammalijnen:

Programmalijn 1a: Duurzame productie van warmte en koude, warmtemanipulatie en –opslagtechnologie

Het doel van deze programmalijn

Het onderzoeken en ontwikkelen van nieuwe kosteneffectieve apparaten, processen en diensten inclusief ontwerptools en -strategieën, voor eindgebruikers in de procesindustrie, die bijdragen aan de verduurzaming van de warmte- en koudeproductie, warmtemanipulatie en opslag van energie in 2030, en waarbij de impact van de industrie op de ruimtelijke kwaliteit en leefbaarheid gelijk blijft of wordt verkleind. Projecten binnen deze deelprogrammalijn zijn gericht op onderzoek en ontwikkeling van de volgende apparaten, processen en diensten:

Warmtepompen en -systemen

Industriële warmtepompen zijn cruciaal voor het hergebruiken van restwarmte en voor de integratie van geothermie in het industriële warmtesysteem. De belangrijkste innovaties op korte termijn zijn opschaling en demonstratie, kostenverlaging en integratie in industriële systemen en sites voor optimaal (her)gebruik van warmtebronnen. Daarnaast de combinatie met processen en systemen voor terugwinnen van moeilijk winbare restwarmte (corrosief, vervuilend, uit vaste stoffen).

De onderzoeksthema’s zijn:

  • Toepassingsonderzoek en pilots van hoge-temperatuur warmtepompen en systemen in papier- en voedingsindustrie
  • Vergroten werkgebied van warmtepompen tot 200 °C;
  • Modularisatie en systeembouw om tot kostenverlaging te komen;
  • Ontwikkeling van proces-geïntegreerde warmtepompen;
  • Integratie van geothermiebronnen en warmtepompen in de industriële warmteproductie.
Systeembenadering industriewarmte

Voor optimalisatie van warmte in het industriële systeem zijn apparaten, modellen en rekentools nodig die helpen bij het ontwerp, de technologieselectie en de systeemoptimalisatie van industriële processen. Ontwikkeling van procesketens waarin nieuwe warmtetechnologie integraal wordt meegenomen, moet leiden tot standaardisatie en dus tot kostenverlaging.

De onderzoeksthema’s zijn:

  • Ontwikkeling van modellen en decision support tools voor optimale apparaat- en systeemkeuze en hun toepassing bij de beantwoording van onderzoeksvragen uit concrete praktijksituaties;
  • Onderzoek naar procesopties voor inpassing van nieuwe warmtetechnologie;
  • Technologie voor warmteproductie uit groene bronnen;
  • Ontwikkeling van inpassing van (ultradiepe) geothermie als proceswarmte;
  • Ontwikkeling van technologie voor opslag van warmte en koude voor flexibele warmtesystemen;
  • Toepassingsonderzoek naar technologie voor hoge temperatuur warmteopslag (> 650 °C).

Programmalijn 1b: Efficiënte procestechnologie

Het doel van deze programmalijn

Het onderzoeken en ontwikkelen van nieuwe kosteneffectieve apparaten, processen en diensten inclusief ontwerptools en ontwerp strategieën, voor eindgebruikers in de procesindustrie, die de procesefficiency van bestaande processen met minimaal 50% vergroten, en waarbij de impact van de industrie op de ruimtelijke kwaliteit en leefbaarheid gelijk blijft of wordt verkleind. Projecten binnen deze deelprogrammalijn zijn gericht op onderzoek en ontwikkeling van de volgende producten, procedés en diensten:

Scheidingstechnologie

Onder dit onderwerp vallen de ontwikkeling van membranen, sorbentia, en selectieve extractanten als alternatief voor energie-intensieve scheidingen, en de-bottlenecking, piloting van hybride van bestaande destillatieprocessen.

De onderzoeksthema’s zijn:

  • Piloting van ontwateringsprocessen met membranen in voedingsindustrie, fijnchemie en oplosmiddelrecycling;
  • Ontwikkeling van hybride scheidingsprocessen voor retrofitting op bestaande installaties;
  • Selectieve scheidingstechnologie voor terugwinning/afscheiding van componenten;
  • Ontwikkeling en piloting van gaszuiveringssystemen.
Drogen en ontwateren

Een aantal veelbelovende componenten en producten is beschikbaar voor opschaling en piloting, met name in de voedings- en papierindustrie.

De onderzoeksthema’s zijn:

  • Opschaling/piloting van Rotating Fluidized Bed droogtechnologie;
  • Opschaling/piloting van dunne film droogtechnologie;
  • Onderzoek naar nieuwe toepassingen van vriesdroogtechnologie, en alternatieven zoals radiomagnetic freezing.
Procesintensificatie

Efficiënte nieuwe processen zijn geoptimaliseerd op proces en systeemontwerp, maken gebruik van geavanceerde 3-D vormgeving, en zijn zo mogelijk modulair schaalbaar.

De onderzoeksthema’s zijn:

  • Ontwikkeling en piloting van nieuwe procesconcepten (Higee, pulsed-compression) in processtromen bulk industrie;
  • Ontwikkeling van nieuwe, modulaire schaalbare reactoren en processen;
  • Toepassingsonderzoek van 3-D gestructureerde reactoren en modules.