Creating with the power of nature

Transcriptie

1

2 Creating with the power of nature Onze visie op biobased, Subtitel bodem, agro & chemie WUR-Alumni bijeenkomst NOM, 30 april 2015 Groningen Maurice Henssen Jeroen Tideman Emiel Elferink

3 Op weg naar een gezond milieu en een biobased society Wij gebruiken de kracht van de natuur, nemen de natuur als voorbeeld en zetten dit met onze kennis om in nieuwe, duurzame oplossingen

4 Schoner, duurzamer & veilig De Trias Biologica o.a. biologische bodemsanering Bodem & Water Schoon o.a. groene chemie, bio-energie Microbiële veiligheid & procescontrole Veilig Duurzaam o.a. microbiële hygiëne, voorkomen microbiële productie ongewenste stoffen Biobased Productie

5 Het oude bodemsaneren

6 Het nieuwe bodemsaneren Slow Tech

7 Heap leaching (metaalwinning) Slow Tech

8 Wat te doen met je afvalwater? Afvalstoffen (in waterfase)

9 Naast traditioneel meer innovatief.. PHAs Alkohol Traditionele zuivering Biogas

10 Mars maakt zijn eigen verpakking uit afvalwater!

11 Enkele visies van Bioclear Zijn jullie het met ons eens?

12 Eerst even oefenen Nederland gaat haar doelstellingen m.b.t. duurzame energie (14-16% duurzaam in ) niet halen

13 Onze doelen (!) Nederlandse doelstellingen verre van ambitieus Alleen Luxemburg en Malta hebben lagere doelen Vijf landen hebben vergelijkbare doelstellingen Twintig landen hebben meer ambitie

14 En de realisatie (!!) Nederland voorlopig op laatste plaats in Europa

15 Op weg naar 2020 kan bio-energie een substantiële bijdrage aan de Nederlandse doelstellingen leveren!

16 Ja, met biomassa uit afval en reststromen is er potentieel voor ~5,2% van de duurzame energie Dit is ~1/3 van de 2020 doelen (167PJ van de 3225PJ) Echter..vooralsnog slechts ~0,5% gerealiseerd 25%

17 Op weg naar 2020 probeert Bioclear een substantiële bijdrage aan deze doelstellingen te leveren!

18 Nee, niet (direct) met de Biogas Bioclear.. Bio Methane Potential: Substrate characterisation (biogas / green chemicals / digestability) & yield maximalisation Set Naam Totaal Methaan Koolstofdioxide Waterstofsulfide Volume Volume Aandeel Variatie Volume Aandeel Variatie (ml) (ml) (v%) (%) (ml) (v%) (%) Volume (ppm) 1 Referentie <132 2 Blanco GFT <38 3 1% enzym <36 4 5% enzym <36

19 ...maar hiermee naar verwachting wel! GREEN TEP Smart Transient Enzyme Production Decentrale technologie de Greenstep als booster voor biogasproductie +20% biogas (bij ~5% bio-energie een potentieel van ~1% van het NLse energieverbruik)

20 Greenstep demo v1.0 & v1.1 Locations: HTO & Wadstroom, Holwerd

21 Goede resultaten & vervolgstappen nieuwe pilot reactoren (v2.0) 2 goed gemonitorde pilots met referentie vergister Wadstroom: improved digester performance HTO: increased ODM degradation HTO: increased ODM degradation

22 Op weg naar een BBE is bio-energie een goede springplank!

23 Overall is er niet voldoende biomassa voor 100% duurzame energie productie Voor energie met name zon, wind, water & geothermie (kleinschalig kan bio-energie wel de beste oplossing zijn!) Biomassa hoogwaardiger inzetten als enige alternatief voor chemie & materialen! Maar bioenergie heeft wel degelijk zijn nut..

24 Bio-methaan wordt al steeds hoogwaardiger toegepast Trend richting transportbrandstoffen (zwaar transport): Warmte Elektriciteit Groen Gas Bio-CNG Bio-LNG

25 En biogas kan (in tegenstelling tot elektriciteit) opgeslagen worden in huidige infrastructuur Bio-methaan als drop-in voor opslag & transport Eindvisie is Power 2 Gas bio-economy Elektriciteit gebruiken voor de productie van methaan! peak shaving van overproductie zon & wind vermijden van fossiele CO 2

26 En bio-energie vervult een belangrijke sluitpost in bioraffinage richting chemie en materialen (cascadering) Elimination transport movements Manure disposal costs + Reduction in fossil fertilizer + Vee Mest Phosphate in very concentrated form Refining into 5 products + Green gas Landbouw producten Nitrogen & Organic matter remain on farm Organic soil improver Fertilizer (P,N) Improved mineral efficiency Fertilizer (N,K) Improved soil quality Reduction in smell & emissions, improved safety Manure Manure

27 En de huidige bioenergie locaties kunnen: Als biomassa hubs Helpen nieuwe ketens versneld op gang te brengen Een proeftuin zijn voor nieuwe biobased technologieën Daarmee een springplank zijn voor biobased business En langzaam omgeturnd worden voor productie van de boogde materialen en chemicaliën IEA

28 De trend in bioenergie is vergisting van steeds laagwaardigere recalcitrante reststromen De ontsluiting van lignocellulose vormt generieke uitdaging voor zowel bioenergie als groene chemicaliën Adapted from: Jorgensen, H.; Kristensen, J. B.; Felby, C. Enzymatic conversion of lignocellulose into fermentable sugars: Challenges and opportunities. Biofuels, Bioprod. Bioref. 2007, 1,

29 Bron: IEA De ontwikkelpaden van 2 e generatie energie & chemie overlappen!

30 Versimpelde versie Pre-treatment & hydrolyse vormen generieke uitdaging om uit lignocellulose reststromen C5 & C6 suikers vrij te maken als uitgangsmateriaal voor zowel energie & chemie

31 Biogasproductie [Nm 3 /ton vers materiaal] Tot 50% van omzetbaar potentieel ongebruikt! Untapped potential Actual biogas production Potentiële biogasproductie Conventionele biogasproductie Rundveedrijfmest Varkensdrijfmest Maïskuil Graskuil Bermgras GFT

32 Daarom werkt Bioclear aan vergisting 2.0. De suikers zijn op termijn de basis voor groene chemie! Combined thermal & enzymatic pretreatment Expectations: Biogas yield: % Acceleration: 30 1 days Sugar-crude as building block for green chemicals

33 Onze jarenlange ervaring met SlowTech: tijd & ruimte zijn goedkoper dan steen & staal 2 e generatie reststromen beperkte waarde beperkte transport afstand decentrale bioraffinage beperkte volumes beperkte investeringsruimte maak gebruik van SlowTech!

34 Inkuilen 2.0: de kuil om te bufferen, conserveren, ontsluiten en produceren

35 In de Biobased Economy...concureert agroreststroom verwaarding met bodemgezondheid

36 Biobased Economie Maximalisatie van organische stof afvoer van agrarisch land noodzaak voor effectief gebruik van biobased reststromen, issues: Mogelijke aanwezigheid van contaminanten Agronomische waarde food production as usual food production + biobased economy products soil soil inputs organic matter outputs inputs organic matter outputs

37 Focus Bioclear

38 Decision Support Tool (DST) Soil & Plant Sustainability Processes Economics Chemical Physical Biological N 2 O CO 2 Score Score Overall result Overall result

39 DST concept DST bedoeld voor: Overheden, certificeerders landeigenaren, agrariërs Gebruik DST voor: biomassa producenten eigenaren van reststromen Kwaliteit definiëring van reststromen Combineren van reststromen voor ideale meststof; Vergelijken van reststromen; Certificeren van reststromen.

40 In de Biobased Economy.. valt waarde te halen door functies slim te combineren

41 Case: Ecorridors Veel groenbeheer oppervlakte (langs wegen) Hoge (beheer)kosten => Luchtzuiverende kwaliteitscoulissen

42 Kwaliteitscoulissen: Altijd passende groen oplossingen

43 Wat levert Ecorridors op Feiten Hoge CO₂ opname Biomassa productie Ecologische kwaliteit versterken Onderhoudsvoordeel MKBA gezondheid Crash demping Valideren ECN Opname van luchtvervuilende stoffen: fijnstof, SO 2, No x TNO geluidsverstrooiing in relatie tot afstand --==--- -=-- Bioclear CO ₂-emissiereductie

44 Sheet Joanne CO2 consumptie Beplanting legt CO2 vast BLAD: bladval vertering humus koolstofvastlegging in bodem STAM EN TAKKEN: koolstofvastlegging in hout WORTELS: koolstofvastlegging in bodem

45 Bijdrage aan CO2 problematiek 10m beplanting compenseert tot passerende auto's/jaar

46 Gebruik geoogste producten Stammen Takken Bladeren

47 Elke situatie is verschillend Soort groen Soort onderhoud A-biotische omstandigheden Gebruik biomassa CO2?

48 Bioclear onderzoekt en ontwikkelt tool Doelen: CO2 vastlegging van diverse groentypes inzichtelijk maken CO2 uitstoot van groenbeheer inzichtelijk maken CO2 effect gebruik biomassa inzet inzichtelijk maken Voorwaarden: Vergelijken situaties Diverse schaalniveau s Gebruiksvriendelijk Wetenschappelijk onderbouwd

49 Onze verwachtingen Geïntegreerde industrieën, nieuwe bedrijven, nieuwe producten Reststromen bron voor productie Ook chemisch producten naast bio-energie Een gezonde bodem Microbieel veilige kringloopsluiting Rol voor biologische processen Decentralisatie, onafhankelijkheid

50

51 Backup slides

52 In de Biobased Economy.. is waste = grondstof Maar hoe zit het met de productveiligheid?

53 Microbiologie het is vies maar goed te hygiëniseren Totaal Bacteria Totaal Eukarya Totaal Archaea Zeefgoed 1,6 * ,0 * ,8 * 10 8 Organisme Ruw zeefgoed Zeefgoed na pasteurise ren % afdoding Zeefgoed na autoclaver en % afdoding Totaal archaea 1,80x10 8 5,10x < 1,50x10 3 > 99 Totaal eukaryoten 1,00x10 8 1,10x < 1,50x10 3 > 99 Totaal bacteriën 1,60x ,50x < 3,40x10 4 > 99 C. jejuni 9,60x10 6 1,10x < 4,40x10 3 > 99 C. difficile 1,30x10 5 1,40x < 4,40x10 3 > 96 E. faecalis 2,00x10 6 5,20x < 4,40x10 3 > 99 E. faecium 4,60x10 6 4,70x < 4,40x10 3 > 99 E. blattae 6,50x10 5 2,00x < 4,40x10 3 > 99 E. coli 8,40x10 6 1,20x < 4,40x10 3 > 99 S. suis 4,00x10 6 5,90x < 4,40x10 3 > 99

54 De transitie naar een BBE is een systeem-transitie

55 Lange adem, veel stakeholders, nieuwe grondstoffen, technieken, partijen, ketens, producten, regels, Sources: Vito, RVO, C2C

56 Bioclear werkt techno-economische haalbaarheid uit

57 Bioclear ontwikkelt concepten en vormt nieuwe ketens

58 Gebruikt WC-papier Vezels als grondstof voor biobased producten

59 Mogelijke afzetroutes Als vezel: (Papierindustrie) Isolatiemateriaal Afdruipremmer Als chemische grondstof: Polymelkzuur

60 Zeefgoed als koolstofbron voor lactaat/ethanol (cellulose suiker lactaat) Vuil zeefgoed, met en zonder enzym

61 Wie mag en wil er waarde uit halen? Wat als het te succesvol wordt?

62 Seizoensafval bewaren en omzetten. Percolaat uit kuil ( mg CZV/l) Kweekreactor Accumulatiereactor Solids uit kuil Percolaat uit kuil ( mg CZV/l) Hydrolysereactor Kweekreactor Geconcentreerdere CZV-stroom ( mg CZV/l) Accumulatiereactor Bioraffinage: sap voor eiwit