Long Term Program (LTP) roadmap procesindustrie richting 2050

Sector- en technologie-overschrijdende aanpak randvoorwaarde voor succesvolle implementatie

In het kader van het Rijksbrede programma ‘NL Circulair in 2050’ wacht de procesindustrie een grootschalige transitie met een enorme impact op de procestechniek; het is alle zeilen bijzetten. Het Long Term Program van ISPT richt zich in dat verband op de vraag welke technieken nodig zijn om de beoogde circulaire economie daadwerkelijk te realiseren. Wat het LTP zo uniek maakt, is het feit dat behalve de industrieën nu ook vijf universiteiten gaan samenwerken rondom een maatschappelijk probleem, met innovatie als insteek.

KENTERING

De (proces)industrie heeft zich in het kader van Het Rijksbrede programma ‘NL Circulair in 2050’ ten doel gesteld in 2050 volledig duurzaam te zijn: ambitieus én bittere noodzaak tegelijk. Steeds meer partijen onderkennen dan ook het belang van een circulaire of kringloopeconomie, een economisch systeem van gesloten materiaalkringlopen waarin hernieuwbare energiebronnen worden gebruikt en grondstoffen, onderdelen en producten hun waarde behouden.

Tjeerd Jongsma, directeur van Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) beaamt dit: “Er wacht ons een grote transitie die een enorme impact heeft op de toekomstige procestechnologie. Duurzame energie moet de motor worden van de circulaire economie. Dat is onze opdracht als procesindustrie, en het Long Term Program richt zich op de vraag welke technieken we nodig zullen hebben om daadwerkelijk zo’n elektriciteit-gedreven circulair systeem van de grond te krijgen. Het risico van het investeren daarin is groot, niet alleen vanwege de impact ervan op de bedrijfsvoering, maar ook en vooral omdat het daarbij doorgaans gaat om bedragen met minimaal zeven, vaak zelfs acht nullen.”

CRUX

De centrale vraag tijdens het LTP is: "hoe maken we de procesindustrie duurzamer en welke technologieën gaan ons daarbij helpen?" En daar zit nu net de crux. De waardeketens van de toekomst zijn ongewis en de technologie van de toekomst bestaat (nog) niet. Het LTP wil derhalve richting geven aan de ontwikkeling van de procestechnologie tot aan 2050. Jongsma: “ISPT is destijds opgericht om de krachten binnen de procestechnologie te bundelen middels open innovatie: het delen van expertise, knowhow, praktijkervaring en R&D-ideeën. De bij processing spelende problemen zijn vergelijkbaar, sectoroverstijgend en het vinden van structurele oplossingen is overal een proces van lange adem. Daarmee hebben we binnen ISPT inmiddels de nodige ervaring opgedaan, en die komt nu goed van pas.”

"Wat het LTP zo uniek maakt, is het feit dat vijf universiteiten gaan samenwerken rondom een maatschappelijk thema,
met innovatie als insteek"

Sascha Kersten, programmadirecteur LTP, gaat daar volledig in mee. “We staan voor grote uitdagingen, en er zijn geen precedenten. Ik denk dat heel veel kan worden bereikt dankzij de kennis en inzichten die we al hebben en de technologieën die er al zijn. De veranderingen zijn echter zo groot dat het ook goed denkbaar is dat er totaal nieuwe concepten zullen moeten komen. Dat maakt het even ongewis als boeiend.” 

Het ‘supertrio’ achter LTP
Tjeerd Jongsma is sinds 2010 directeur van ISPT. Zijn primaire taak is het uitzetten van de lijnen richting de doelstelling zoals die zijn neergelegd in het Rijksbrede programma ‘NL Circulair in 2050’. Verder houdt hij zich bezig met het positioneren van de R&D-portfolio en bewaakt hij het grote geheel. 
Sascha Kersten is programmadirecteur LTP, een functie waarvoor hij ruim een dag in de week door de Universiteit Twente is gedetacheerd bij ISPT. Hij managet de contacten tussen de deelnemende universiteiten en bedrijven, ‘bewaakt’ het proces en is nauw betrokken bij de opstart van nieuwe projecten. 
Rob Kreiter is sinds 2019 directeur van TKI Energie en Industrie. Deze organisatie ondersteunt ondernemers en wetenschappers financieel bij het innoveren van de (proces)industrie, en subsidieert in die hoedanigheid LTP. Behalve met het vrijmaken van de publieke gelden houdt hij zich bezig met het bewaken van de maatschappelijke doelstellingen.

GELDSTROMEN

Het LTP kent een tweetal geldstromen: private bijdragen afkomstig van het bedrijfsleven en publieke bijdragen afkomstig van universiteiten en kennisinstituten. Verantwoordelijk voor de publieke bijdragen is het TKI Energie en Industrie (TKI staat voor Topconsortium voor Kennis en Innovatie), wat een logische keuze is aangezien hun doelstelling nauw aansluit bij die van het LTP.

Directeur Rob Kreiter licht dit toe: “Zodra het aankomt op de bouw van consortia en het organiseren van projecten is ISPT voor ons een belangrijke speler. Toen het idee voor het LTP ontstond, zaten we dan ook al snel om tafel. Als je kijkt naar de langetermijnstukken ligt de LTP-doelstelling ook echt in het verlengde van onze innovatie-agenda. Wij stimuleren de vorming van consortia met innovatieprojecten en de marktintroductie van innovatieve producten en technologieën. Dit doen we onder andere door kennis te delen, daarbij gebruik makend van een sterk netwerk.”

De rolverdeling daarbij is duidelijk: TKI Energie en Industrie houdt zich bezig met de publieke gelden, ISPT met de private bijdragen. Kreiter: “Er is in beide gevallen een ondergrens vastgesteld, waarmee we ons willen verzekeren van commitment. Het gaat daarbij overigens niet altijd om financiële middelen alleen, het kan ook een bijdrage zijn in uren en/of materialen.”

CROSS-SECTORALE VERBINDINGEN

Als het gaat om de cross-sectorale verbindingen kiest ISPT ervoor wetenschappers van socio-economische transities − (bio)procestechnologie, katalyse en materiaaltechnologie – rechtstreeks in contact te brengen met het bedrijfsleven.

Jongsma: “Wat het LTP zo bijzonder maakt, is het feit dat we erin zijn geslaagd behalve de industrieën nu ook vijf universiteiten − de drie technische universiteiten, Delft, Twente en Eindhoven, aangevuld met de Universiteit van Groningen en Wageningen University & Research − te laten samenwerken rondom een bepaald thema. Het bijzondere daarbij is dat alle technische universiteiten samenwerken en elkaar niet beconcurreren; ze proberen samen tot de beste oplossingen te komen. De invulling komt nu via hen, en dat is een andere manier van werken dan we tot nu toe gewend waren, en ook voor mij dus een kwestie van switchen. De vertegenwoordigers uit het bedrijfsleven zijn afkomstig uit de sectoren chemie, materialen, energieproductie en voeding. Betrokken partijen gaan rechtstreeks het gesprek aan over circularisatie van de economie, en dat gebeurt op basis van wederzijds vertrouwen. Circulair ontwerp − vooruitdenken over ontwerp en materiaalgebruik − is daarbij min of meer een vast agendapunt, omdat het ontwerp consequenties heeft voor elke levensfase van een product."

"Procesinnovatie alleen is niet langer voldoende; alleen door systeeminnovatie wordt het mogelijk de keten daadwerkelijk te sluiten"

SYSTEEMINNOVATIE

Procesinnovatie alleen is overigens niet langer voldoende; alleen door systeeminnovatie wordt het mogelijk de keten daadwerkelijk te sluiten. Kersten legt het verschil tussen beide uit: “Een procesinnovatie kan heel specifiek zijn: we gaan een apparaat bedenken om bijvoorbeeld uit afval een geheel nieuw product te maken. Van een systeeminnovatie is sprake wanneer we naar de keten als geheel kijken, en die worden in de toekomst een stuk gecompliceerder. Denk maar aan de recycling van plastic dat over een groot aantal schijven gaat met steeds meer stakeholders tot en met de burger die de primaire inzamelaar wordt.”

Kreiter aanvullend: “We zijn steeds meer gaan denken vanuit de eindtoepassingen, en dan kom je al gauw tot de ontdekking dat een goede technologie alleen niet voldoende is. Ook allerlei randvoorwaardelijke aspecten dienen te worden geregeld: het opleiden van de juiste mensen, aanpassing van de wet- en regelgeving, het bewijzen van de technologie in zijn omgeving en bovenal het creëren van draagvlak. Ook is het zaak te bedenken wat er in de systemen rond de industrie moet veranderen om een technologie op schaal succesvol te laten zijn.”

TWEESPORENBELEID

Kersten benadrukt dat de huidige problematiek vraagt om een tweesporenbeleid, en illustreert dit aan de hand van het fenomeen ‘elektrificatie, de hang van de industrie naar het gebruik van elektriciteit als energiebron'. “Elektriciteit kunnen we omzetten in warmte om vervolgens met deze warmte een scheiding te bewerkstelligen. Het is dan de vraag of we de gewenste scheiding ook kunnen bereiken met bijvoorbeeld een elektromagnetisch veld waarin stoffen selectief bewegen, zodat de omzetting van elektriciteit in warmte achterwege kan blijven. Ik denk dat we beide moeten onderzoeken: én elektrisch verwarmen én het elektrisch veld. Het tweede spoor is het bedenken en ontwikkelen van totaal iets nieuws. Omdat de industrie daarmee geen ervaring heeft, is fundamenteel onderzoek nodig, maar dan wel fundamenteel onderzoek in een context, dat wil zeggen dat het niet gaat om het willen weten alleen, maar dat er nadrukkelijk een doel aan is verbonden.”

PROCEDURE 

Omdat de tijd dringt – 2050 lijkt ver weg, maar is dat gezien de duur van innovatieprocessen niet – is er bij het LTP gekozen voor een snelle procedure. Kersten: “We definiëren een onderwerp op hoofdlijnen, en dat moet uiteraard passen binnen de roadmap van TKI Energie en Industrie. Dan wordt hoogleraren gevraagd zich daarover te buigen en onderzoeksvragen te bedenken. Vervolgens komen we met hen, met de industrie en met een vertegenwoordiging van TKI Energie en Industrie twee dagdelen samen om te brainstormen en ideeën uit te wisselen. Daar wordt het project feitelijk gedefinieerd, en op basis daarvan wordt een projectvoorstel geschreven van tien tot twintig pagina’s max.”

Kreiter vult aan: “De beoordeling van de ingediende projectideeën vindt in mijn opdracht plaats door een externe adviescommissie bestaande uit wijze mannen en vrouwen. Die werken aan de hand van een set van criteria die uiteraard ook bekend zijn bij de indieners. Het advies van die commissie is in principe leidend. Daar wijk ik normaal gesproken niet van af, en als we een project al afwijzen gebeurt dat altijd goed onderbouwd. We geven ook duidelijk aan wat we dan graag anders of beter hadden willen zien.” 

PARTICIPATIE

Het LTP is nog nadrukkelijk ‘under construction’. Om succesvol te zijn, is een brede industriële betrokkenheid noodzakelijk. Kersten maakt zich daarover overigens geen zorgen. “De industrie vindt onze aanpak heel interessant; dat tweesporenbeleid spreekt hen aan. Bovendien kunnen ze door deel te nemen in contact komen met promovendi die voor hen potentiële nieuwe werknemers kunnen zijn en zo de (hoog)nodige procestechnologische knowhow in huis halen.”

Het eerste project, TREPS, is recent van start gegaan; het tweede thema is momenteel in voorbereiding. Jongsma benadrukt dat het bij het ‘uitrollen’ van het LTP van belang is steeds opnieuw het bijbehorende verhaal te vertellen en het grotere perspectief te schetsen: “Zo ziet het systeem van de toekomst er uit, zo ziet circulariteit eruit, dit gaat Nederland doen, importeren van afval is verstandig aangezien we hier de goederen ook produceren, wij hebben de koolstof nodig die we kunnen omzetten in grondstoffen die we vervolgens weer exporteren. Zo’n verhaal biedt een wenkend perspectief. Bedrijven willen daar onderdeel van zijn, en dat is logisch want alles draait om duidelijkheid en commitment." 

Industriële partijen zijn van harte welkom om samen met ISPT de thema's en toekomstige projecten zowel richting als invulling te geven, zie ook www.ispt.eu/programs/ltp. Zij kunnen daarvoor contact opnemen met Sascha Kersten via + 31 6 5335 6319 of s.r.a.kersten@utwente.nl

TREPS
TREPS is de afkorting van Trace Removal Using Electrically Powered Separations. Het TREPS-project, dat onlangs van start is gegaan en waarvoor vijf jaar is uitgetrokken, gaat zich bezighouden met verwijdering van traces uit een stroom met behulp van door elektriciteit aangedreven scheidingsprocessen. Dergelijke traces kunnen zelfs al in uiterst kleine hoeveelheden processen verstoren, maar het verwijderen ervan is uitermate complex en energie-intensief, en dus duur. De − kritische − beoordeling van de geopperde technologieën vindt daarbij plaats in de vorm van stage gating: de aanvankelijk vastgelegde hoofd- en procesfasen worden afgesloten met ‘poorten’ (gates) die pas worden ‘geopend’ wanneer aan de vooraf gestelde eisen is voldaan.