Technology Readiness Level: hoe meet je of een technologie al klaar is voor de praktijk?
Stel je voor: een onderzoeker claimt in een persbericht een "doorbraak" te hebben bereikt met een nieuwe batterij, een kwantumchip of een vaccin. Betekent dat dat je het product volgend jaar kunt kopen, of gaat het om een meting in een laboratorium die nog jaren van marktrijpheid verwijderd is? Om dat verschil te kunnen duiden, gebruiken ingenieurs, wetenschappers en beleidsmakers een schaal die het Technology Readiness Level heet, afgekort TRL. Het is in feite een rapportcijfer van 1 tot 9 dat aangeeft hoe volwassen een technologie is: van een ruw wetenschappelijk idee op papier (TRL 1) tot een product dat dagelijks en zonder problemen in de echte wereld draait (TRL 9).
De vergelijking met een keukenrecept helpt. TRL 1 is het moment waarop iemand bedenkt dat een bepaalde combinatie van ingrediënten misschien lekker zou kunnen zijn. TRL 4 is de fase waarin je dat gerecht voor het eerst in je eigen keuken hebt klaargemaakt en het inderdaad eetbaar bleek. TRL 7 is het moment waarop het gerecht op de kaart staat bij een proefrestaurant en gasten het daadwerkelijk bestellen. En TRL 9 is wanneer het gerecht bij duizenden restaurants op het menu staat, elke dag opnieuw, zonder dat de kok nog hoeft na te denken of het wel gaat lukken. De TRL-schaal maakt dat soort onderscheid concreet voor technologie, zodat investeerders, journalisten en beleidsmakers niet worden misleid door een enthousiast klinkend persbericht.
Wat is het precies?
De TRL-schaal kent negen niveaus. De eerste drie niveaus spelen zich af in het laboratorium en op de tekentafel. Bij TRL 1 zijn alleen de basisprincipes waargenomen, bijvoorbeeld een natuurkundig effect dat in theorie bruikbaar lijkt. Bij TRL 2 is er een concreet concept geformuleerd: iemand beschrijft hoe dat principe in een toepassing zou kunnen werken. Bij TRL 3 volgt het eerste experimentele bewijs, het zogeheten "proof of concept", vaak in de vorm van een klein experiment dat aantoont dat het idee niet meteen indruist tegen de natuurwetten.
Vanaf TRL 4 verlaat de technologie het puur theoretische domein. Bij dit niveau wordt een onderdeel of prototype getest in een gecontroleerde, vereenvoudigde laboratoriumomgeving. TRL 5 gaat een stap verder: de test vindt plaats in een omgeving die al meer op de praktijk lijkt, bijvoorbeeld met realistischere temperaturen, materialen of belasting. Bij TRL 6 wordt een representatief prototype gedemonstreerd in een omgeving die de echte toepassing dicht benadert, zoals een testopstelling op ware grootte.
De laatste fase, TRL 7 tot en met 9, draait om de overgang naar de echte wereld. Bij TRL 7 draait een prototype daadwerkelijk in de operationele omgeving, bijvoorbeeld een testvlucht met een nieuw type motor. Bij TRL 8 is het systeem compleet, gekwalificeerd en getest onder alle voorziene omstandigheden, klaar voor gebruik. TRL 9 ten slotte betekent dat de technologie haar waarde in de praktijk heeft bewezen: ze functioneert onder normale bedrijfsomstandigheden, herhaaldelijk en betrouwbaar, zonder dat er nog sprake is van een experiment.
Belangrijk om te beseffen: TRL is geen keurmerk voor kwaliteit of een garantie dat een technologie ooit succesvol wordt. Het zegt alleen iets over de mate van bewezen technische rijpheid op een bepaald moment, niet over de kans dat een product commercieel aanslaat of maatschappelijk wordt geaccepteerd.
Wat wil men ermee bereiken?
De schaal is bedacht om een probleem op te lossen dat in de techniek- en wetenschapswereld hardnekkig is: mensen gebruiken dezelfde woorden voor heel verschillende dingen. Een "werkend prototype" kan voor de ene ingenieur een los onderdeel op een testbank betekenen en voor de andere een compleet systeem dat al maanden in bedrijf is. Door zo'n uitspraak te koppelen aan een cijfer op de TRL-schaal, ontstaat een gedeelde taal tussen onderzoekers, financiers, bedrijven en overheden.
Die gedeelde taal is vooral belangrijk bij het nemen van investeringsbeslissingen. Subsidieverstrekkers en durfkapitalisten willen weten hoeveel risico ze lopen: een project op TRL 2 vraagt om fundamenteel onderzoeksgeld en tolereert falen, terwijl een project op TRL 7 kapitaal nodig heeft om op te schalen en waarbij falen veel duurder uitpakt. Overheidsprogramma's gebruiken TRL-niveaus dan ook vaak als voorwaarde: een subsidieregeling voor vroege innovatie richt zich bijvoorbeeld expliciet op TRL 3 tot 6, terwijl regelingen voor opschaling beginnen bij TRL 6 of 7.
Daarnaast helpt de schaal om het bekende "valley of death" probleem zichtbaar te maken: de fase tussen een succesvol laboratoriumexperiment (TRL 4-5) en een eerste marktrijp product (TRL 7-8), waarin veel veelbelovende technologieën stranden omdat opschalen duur, tijdrovend en technisch lastig is, en investeerders dat traject vaak liever overslaan. Door dit gat expliciet te benoemen, proberen beleidsmakers gerichter financiering en begeleiding aan te bieden juist in die kwetsbare tussenfase.
Voorbeelden uit de praktijk
De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA gebruikt de TRL-schaal voortdurend om te bepalen of nieuwe technologie geschikt is voor een missie. Een goed gedocumenteerd voorbeeld is MOXIE, een experiment aan boord van de Mars-rover Perseverance dat sinds de landing in 2021 zuurstof produceert uit de dunne, kooldioxiderijke Marsatmosfeer. De onderliggende technologie werd eerst jarenlang getest in laboratoriumomstandigheden op aarde die de Marsatmosfeer nabootsten, voordat NASA het risico nam om het apparaat daadwerkelijk naar Mars te sturen en te testen onder echte omstandigheden, feitelijk een sprong van de lagere naar de hoogste TRL-niveaus voor deze specifieke toepassing.
De Europese Commissie hanteert de TRL-schaal sinds het onderzoeksprogramma Horizon 2020 (2014-2020) structureel om aan te geven op welk niveau een subsidieoproep zich richt, en zet die praktijk voort in het huidige Horizon Europe-programma (2021-2027). Een projectoproep vermeldt expliciet het startniveau en het beoogde eindniveau, bijvoorbeeld "van TRL 3 naar TRL 5", zodat aanvragers weten welk type onderzoek wordt gezocht en welk soort bewijs ze moeten leveren.
Ook in Nederland is de schaal terug te vinden in het innovatiebeleid. Onderzoeksinstituut TNO gebruikt TRL-niveaus in vrijwel al zijn technologieprojecten om de voortgang richting toepassing te duiden, en de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO) verwijst in diverse subsidieregelingen voor het bedrijfsleven naar TRL-niveaus om te bepalen welke projecten in aanmerking komen voor welk type steun.
In de energiesector wordt de schaal gebruikt om de voortgang van waterstoftechnologie te volgen: het Internationaal Energieagentschap (IEA) rapporteert regelmatig op welk TRL-niveau verschillende vormen van elektrolyse voor groene waterstof zich bevinden, van experimentele membraantechnologie tot commercieel beschikbare grootschalige installaties.
Een ander voorbeeld is de fusietechnologie bij het internationale ITER-project in Frankrijk, waar afzonderlijke onderdelen, zoals de supergeleidende magneten, elk hun eigen TRL-traject doorlopen voordat ze worden geïntegreerd in het volledige systeem, dat als geheel nog altijd experimenteel is.
Hoe ver is de techniek?
Het is belangrijk te benadrukken dat TRL zelf geen technologie is die "verder ontwikkeld" wordt, het is een meetinstrument. De schaal als zodanig bestaat al decennia en wordt breed toegepast, van ruimtevaart en defensie tot energie, landbouw en gezondheidszorg. Wel wordt er nog altijd gediscussieerd over de juiste toepassing ervan buiten de context waarin ze ontstond.
De oorspronkelijke schaal is namelijk ontwikkeld voor technische, fysieke systemen zoals raketonderdelen. Bij software, kunstmatige intelligentie of maatschappelijk ingebedde technologie zoals zelfrijdende auto's blijkt de schaal minder eenduidig toepasbaar, omdat "getest in een operationele omgeving" voor software heel iets anders betekent dan voor een raketmotor. Onderzoekers hebben daarom aanvullende schalen voorgesteld, zoals de Manufacturing Readiness Level (MRL) voor productierijpheid en de Societal Readiness Level (SRL) voor maatschappelijke acceptatie, om de blinde vlekken van de klassieke TRL-schaal te ondervangen.
Een terugkerend punt van kritiek is dat TRL vooral de rijpheid van een geïsoleerd onderdeel meet, terwijl complexe systemen pas werken als alle onderdelen goed op elkaar zijn afgestemd. Een batterijcel kan bijvoorbeeld TRL 8 hebben, terwijl het complete batterijpakket in een auto, met koeling, besturingssoftware en veiligheidssystemen, nog op een lager niveau zit. Ook wordt de schaal weleens strategisch "opgeklopt" in subsidieaanvragen, iets waar financiers inmiddels alert op zijn.
Wie werken eraan?
De TRL-schaal is oorspronkelijk in de jaren zeventig ontwikkeld binnen NASA en kreeg in de jaren negentig, mede dankzij het werk van NASA-onderzoeker John Mankins, de vorm van negen genummerde niveaus die nu wereldwijd gangbaar is. Het Amerikaanse ministerie van Defensie nam de schaal begin jaren negentig ook over voor de beoordeling van wapensystemen en andere defensietechnologie.
In Europa hanteren zowel de Europese Commissie als het Europees Ruimteagentschap ESA de schaal als standaardinstrument voor onderzoeksfinanciering en technologieontwikkeling. De internationale standaardisatieorganisatie ISO heeft de methodiek vastgelegd in de norm ISO 16290, die specifiek is geschreven voor de ruimtevaartsector maar in de praktijk ook daarbuiten als referentie dient.
In Nederland passen onder meer TNO, de RVO en diverse ministeries de schaal toe bij het beoordelen van innovatieprojecten en het toekennen van subsidies. Ook grote industriële bedrijven, van de energiesector tot de halfgeleiderindustrie, gebruiken interne varianten van de TRL-schaal om beslissingen te nemen over investeringen in nieuwe technologie.