Technische beschikbaarheid: wanneer is een technologie echt klaar?
Stel je voor dat je leest over een doorbraak in kernfusie, zelfrijdende auto's of kwantumcomputers. De volgende vraag is bijna altijd: kan ik dit morgen kopen, of duurt het nog twintig jaar? Het antwoord op die vraag hangt samen met wat onderzoekers en beleidsmakers technische beschikbaarheid noemen: de mate waarin een technologie daadwerkelijk werkt en klaar is voor gebruik, los van de vraag of ze ook betaalbaar, wettelijk toegestaan of commercieel aantrekkelijk is.
Een vergelijking maakt het concreet. Een prototype-vliegtuig dat één keer succesvol heeft gevlogen in een laboratorium is iets heel anders dan een vliegtuig dat duizenden keren veilig passagiers vervoert bij regen, wind en verschillende temperaturen. Beide kunnen 'werken', maar ze bevinden zich op een heel ander niveau van beschikbaarheid. Technische beschikbaarheid probeert dat verschil in kaart te brengen, zodat journalisten, investeerders en beleidsmakers niet appels met peren vergelijken.
Wat is het precies?
Het meest gebruikte instrument om technische beschikbaarheid te meten is de Technology Readiness Level (TRL), een schaal van 1 tot 9 die in de jaren zeventig is ontwikkeld door de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA. De schaal beschrijft de weg van een idee naar een volwaardig product.
Op TRL 1 en 2 bestaat een technologie nog vooral op papier: wetenschappers hebben een basisprincipe waargenomen en een concept geformuleerd, maar er is nog niets gebouwd. Tussen TRL 3 en 6 verschuift de aandacht naar experimenten: eerst in het laboratorium, dan in een omgeving die steeds meer op de echte wereld lijkt. Een zonnepaneel dat in een testkamer functioneert (TRL 4) is nog geen zonnepaneel dat jarenlang op een dak in de regen staat (TRL 6 of 7).
De hoogste niveaus, TRL 7 tot en met 9, gaan over bewezen prestaties onder werkelijke omstandigheden. TRL 9 betekent dat een systeem al operationeel wordt ingezet en zijn waarde in de praktijk heeft bewezen, zoals een satelliet die al jaren in een baan om de aarde draait. Belangrijk is dat TRL alleen naar de techniek kijkt: een technologie kan TRL 9 hebben en toch failliet gaan omdat niemand het product wil kopen.
Naast TRL bestaan er verwante schalen die andere aspecten van beschikbaarheid meten. Manufacturing Readiness Level (MRL) kijkt of een technologie ook op grote schaal geproduceerd kan worden, en Commercial Readiness Index (CRI), vooral gebruikt in de energiesector, kijkt naar de marktrijpheid. Deze schalen vullen TRL aan, omdat puur technisch functioneren niet automatisch betekent dat iets ook fabrieksmatig te maken of commercieel levensvatbaar is.
Wat wil men ermee bereiken?
Het doel van dit soort schalen is vooral communicatie en risicobeheer. Onderzoeksfinanciers, zoals de Europese Unie met haar Horizon-programma's, gebruiken TRL om te bepalen welk type subsidie bij een project past: vroege TRL-niveaus krijgen fundamenteel onderzoeksgeld, latere niveaus krijgen geld gericht op opschaling en marktintroductie.
Voor bedrijven en investeerders is de schaal een manier om risico's in te schatten. Een investering in een TRL 3-technologie is wetenschappelijk gokwerk met een lange horizon, terwijl een TRL 8-technologie een veel voorspelbaarder, kortetermijninvestering is. Journalisten en het publiek hebben er baat bij omdat het helpt onderscheid te maken tussen een labcuriositeit en iets dat over twee jaar in de winkel ligt.
Tegelijk is er kritiek op de schaal. Ze is oorspronkelijk bedacht voor hardware in de ruimtevaart en luchtvaart, en past minder goed op software, biotechnologie of maatschappelijke innovaties waarbij ook sociale acceptatie een rol speelt. Onderzoekers hebben daarom aangepaste versies ontwikkeld, zoals de Society Readiness Level, die naast de techniek ook kijkt naar wetgeving, ethiek en publieke acceptatie.
Voorbeelden uit de praktijk
Kernfusie is een goed voorbeeld van de spanning tussen wetenschappelijke doorbraken en technische beschikbaarheid. In december 2022 kondigde het Amerikaanse National Ignition Facility aan dat het voor het eerst meer energie uit een fusiereactie had gehaald dan er met lasers was ingestopt, een mijlpaal die wetenschappelijk indrukwekkend was maar volgens experts nog altijd op een relatief laag TRL-niveau ligt: een demonstratie van een principe, geen werkende energiecentrale.
De internationale fusiereactor ITER, die in Frankrijk wordt gebouwd door een samenwerkingsverband van onder meer de EU, de VS, China, Rusland en Japan, moet juist laten zien dat fusie op grotere schaal en langdurig kan functioneren. Door aanhoudende technische en logistieke problemen is de planning meermaals uitgesteld, met eerste volledige fusietesten die nu pas voor de jaren dertig worden verwacht.
Zelfrijdende auto's laten een ander patroon zien. Google's zelfrijdende autoproject, later Waymo, reed al in 2015 zonder chauffeur op de openbare weg, wat destijds hoge techniekrijpheid suggereerde. Toch bleek de stap naar volledig onbemand vervoer in willekeurige omstandigheden, dus zonder geografische beperkingen of vangnetten, veel lastiger dan gedacht. Pas vanaf 2020 begon Waymo in delen van Phoenix daadwerkelijk ritten zonder veiligheidsbestuurder aan te bieden, en de dienst is nog altijd beperkt tot een handvol steden.
Ook groene waterstof illustreert het verschil tussen laboratoriumsucces en praktijkrijpheid. Elektrolyse om waterstof te maken uit water en groene stroom is al decennia technisch bewezen (hoge TRL), maar het opschalen naar industriële productie tegen concurrerende kosten verloopt trager dan veel beleidsplannen, waaronder die van de Nederlandse en Europese overheid, aanvankelijk voorzagen.
Hoe ver is de techniek?
Hoe ver een technologie precies is, verschilt enorm per vakgebied en is lastig in één zin samen te vatten. Sommige technologieën, zoals lithium-ionbatterijen of windturbines, hebben TRL 9 al lang bereikt en de uitdaging zit vooral in kosten en schaal. Andere, zoals kwantumcomputers voor praktische toepassingen, bevinden zich nog grotendeels tussen TRL 3 en 6: er zijn werkende prototypes, maar betrouwbare, foutbestendige systemen voor dagelijks gebruik bestaan nog niet.
Een terugkerend patroon is dat de laatste stappen op de TRL-schaal vaak het langst duren, ook wel de 'valley of death' genoemd: de fase waarin een technologie technisch bewezen is, maar nog geen investeerders of klanten vindt om de dure opschaling te financieren. Veel veelbelovende energietechnologieën stranden juist in dit traject tussen TRL 6 en 8.
Belangrijk obstakel is ook dat TRL-beoordelingen soms optimistisch worden ingeschat, vooral door de partijen die de technologie zelf ontwikkelen. Onafhankelijke technische audits, zoals die het Amerikaanse ministerie van Energie en de Europese Commissie tegenwoordig vaker eisen bij grote subsidies, moeten dit optimisme corrigeren.
Wie werken eraan?
Het gebruik en verder ontwikkelen van readiness-schalen wordt vooral gedreven door grote overheidsorganisaties. NASA en het Amerikaanse ministerie van Defensie (via DARPA) waren de pioniers en gebruiken TRL nog steeds standaard bij hun projecten. De Europese Commissie hanteert TRL als verplicht onderdeel van Horizon Europe-subsidieaanvragen, en ook het Nederlandse RVO (Rijksdienst voor Ondernemend Nederland) gebruikt de schaal bij innovatiesubsidies.
Op instituutsniveau spelen organisaties als TNO in Nederland, het Duitse Fraunhofer-Institut en het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory (NREL) een grote rol bij het daadwerkelijk testen en opschalen van technologieën richting hogere TRL-niveaus, vooral op het gebied van energie en materialen.
Daarnaast zijn er internationale standaardisatieorganisaties, zoals ISO, die pogen readiness-definities te uniformeren zodat landen en sectoren elkaar beter kunnen vergelijken. China en Zuid-Korea hebben de afgelopen jaren eigen varianten van readiness-schalen geïntroduceerd, afgestemd op hun nationale industriebeleid, wat vergelijking internationaal soms bemoeilijkt.