STT publiceert Technology Monitor 2021 in samenwerking met de TU Delft: Hydrogen green energy and Smart roofs

STT publiceert alweer de derde Technologiemonitor. In 2021 gericht op twee technologieën, die direct verbonden zijn met de energietransitie, met duurzame energieontwikkeling en productie. Groene waterstof en slimme daken: zijn dit potentiële kanshebbers als technologische doorbraken? Echte doorbraken hebben op termijn structureel effect op veel maatschappelijke domeinen. Op de klantwensen en processen in vrijwel alle private en publieke organisaties.

Datum 21 december 2021
Auteur STT

Dashboardfunctionaliteit voor potentiële doorbraaktechnologieën

Als methodologie heeft de Technologiemonitor haar effectiviteit inmiddels bewezen. De monitor gaat verder dan bestaande diffusiemodellen en is interessant in gebruik als een dashboard. Aan de hand van veertien factoren maakt deze monitor het patroon van ontwikkeling en verspreiding van potentiële sleuteltechnologieën inzichtelijk en vergelijkbaar. Allereerst de cruciale kernfactoren voor technologische doorbraken: zoals productprestatie, productprijs en productiesysteem, actoren & netwerkvorming of normen, regels en wetten. En verder relevante beïnvloedende factoren: zoals sociaal-culturele aspecten, kennis van technologie en toepassingen, macro-economische en strategische aspecten.

De Technologiemonitor geeft overheden, bedrijven en ontwikkelaars in de keten inzicht in:

  • De stand van zaken van de technologie. 
  • In welke fase bevindt de technologie zich: development, adaptation of stabilisation?
  • Doorbraakbarrières, willen deze technologieën een serieuze slagingskans hebben.
  • Toekomstverwachtingen voor wat betreft grootschalige verspreiding. 

Groene waterstof en slimme, groene daken: overeenkomsten en complementaire mogelijkheden

Groene waterstof en smart roofs worden gezien als kansrijke technologieën in de energietransitie en in onze toekomstige energievoorziening. Uit de monitor blijkt dat de technologieën belangrijke gemeenschappelijkheden hebben, maar ook complementair kunnen zijn. Ook deze directe verbinding is opvallend en meegenomen als potentieel. Groene waterstof kan dienen als brandstof voor verwarming in gebouwen en worden gebruikt om energie op te slaan voor microgrids op het dak. Zowel de microgrids als waterstofsystemen kunnen worden aangesloten op het openbare elektriciteitsnet.

  • Met elkaar gemeen hebben groene waterstof en smart roofs hun systemisch karakter. 
  • Beide technologieën zijn voorbeelden van duurzame technologische innovaties en hebben potentie om structurele, domeinoverstijgende verandering in gang te zetten. 
  • Een grootschalige toepassing van de technologie vereist met name een verandering in het grotere systeem van energievoorziening en -gebruik. 
  • Beide technologieën bestaan uit onderdelen of modules, die merendeels al beschikbaar zijn. Het gaat er vooral om dat de combinatie van deze onderdelen en de noodzakelijke systeemveranderingen nog doorgevoerd moeten worden.

Who does not know the African saying: 'If you want to go fast, go alone; but if you want to go far, go together'. — Foreword Patrick van der Duin, Technology Monitor 2021

Groene waterstof in adaptatiefase

Waterstof wordt al op grote schaal geproduceerd. Er is steeds meer duurzame (wind- of zonne-) elektrische energie beschikbaar, maar het 'groene aandeel' in waterstofproductie is nog marginaal klein. Deze technologiemonitor concentreert zich op groene waterstof als duurzame oplossing voor mobiliteit en voor energieopslag. Hier zijn de belangrijkste invloeden:

Voor het transport van waterstof zijn stilligende gaspijpleidingen een optie. Een deel kan mogelijk hergebruikt worden voor waterstof. Er is op dit moment nog geen volledig openbaar grootschalig transport- en distributiesysteem voor waterstof. Opslag van waterstof is mogelijk. Grootschalige opslag, die nodig is om de pieken in de duurzame energieproductie op te vangen en de beschikbare energie af te stemmen op vraagfluctuaties, is er nog niet. Lokale opslagsystemen, bijvoorbeeld in consumentenhuishoudens, zijn wel beschikbaar. In feite worden experimentele systemen al meer dan een eeuw gebruikt. Toch zijn reguliere energieopslagsystemen met waterstof nog niet op grote schaal op de markt. Belangrijk is ook het aanpassen van alle systemen om groene waterstof te kunnen inzetten als mobiliteitsoplossing of energiedrager. Waterstofauto's zijn bijvoorbeeld weliswaar al in de handel, maar dit is een zeer specifieke, kleine niche.

Concluderend: groene waterstof (als mobiliteitsoplossing en energiedrager) bevindt zich in de adaptatiefase en wordt specifiek op kleine schaal toegepast in niche toepassingen. 

Belangrijkste uitdagingen voor grootschalige verspreiding

  • De groene productie van waterstof als brandstof- of energiedrager.
  • De beschikbaarheid van complementaire producten en diensten. 
  • Ontbreken van een grootschalig transportnetwerk en lokale aansluitingen op dat netwerk. 
  • Breed beschikbare mogelijkheden om de groene waterstof in te zetten. 
  • Prestaties en prijs, vooral als mobiliteitsoplossing, zijn nog niet concurrerend.

Rooftop microgrids: ook in adaptatiefase en grootschalige verspreiding lijkt waarschijnlijker

Interessante vergelijking is dat microgrids op het dak, net als groene waterstof, ook systemen zijn met onderling verbonden subsystemen. Maar het gaat hier om lokale systemen in één gebouw. In tegenstelling tot waterstof zijn de meeste subsystemen al beschikbaar en worden al op grote schaal geproduceerd en toegepast in gebouwen. Wel moeten deze nog efficiënter in gebruik worden. Bovendien zijn standaard regeleenheden vereist om de subsystemen met elkaar te verbinden en moeten de subsystemen nog compatibel worden gemaakt.

  • De subsystemen bevinden zich reeds in de stabilisatiefase: zonnepanelen, thermische zonne-energie installaties en windturbines.
  • De meeste lokaal geïnstalleerde PV-panelen zijn aangesloten op het openbare net. Lokale systemen om elektrische energie op te slaan zijn experimenteel en bevinden zich in de aanpassingsfase. Datzelfde geldt voor de regeleenheden, die alle subsystemen met elkaar verbinden en die de productie en het gebruik van elektriciteit moeten optimaliseren. 

Belangrijkste uitdagingen voor grootschalige verspreiding

  • De productprijs van sommige subsystemen.
  • De beschikbaarheid van complementaire, compatibele subsystemen. 
  • Samenwerking of coördinatie tussen marktspelers om subsystemen te verbinden.
  • Ontwikkeling van ecosystemen, die hiervoor nodig zijn. 
  • De drempels voor grootschalige verspreiding lijken lager dan voor groene waterstof. Grootschalige verspreiding in de nabije toekomst lijkt hier dan ook waarschijnlijker. 

The Technology Monitor 2021

De Technology Monitor, met de uitgebreide technologische analyse en verwachtingen, vind je hier. De monitor geeft ook aanbevelingen en discussiepunten voor overheden, organisaties en marktontwikkeling: Technology Monitor 2021 Hydrogen green energy and Smart roofs | Stichting Toekomstbeeld der Techniek (stt.nl)