TO2 s Biobased & Circular Economy programma s DLO, ECN, TNO Erik van Seventer et al. Den Haag, 22 mei 2015
De toekomst...2030...2050 Resource efficiency Circulaire economie Direct use of solar energy Vernieuwde (regionale) Bedrijvigheid en maakindustrie Vernieuwde (economische & business) modellen Schaalbare en rendabele conversie Mineralen blijven (lokaal) beschikbaar Low (fossil) carbon economy Direct conversion of CO2 in target molecules
B I O M A S S Lignocellulosic Agricultu r al Fresh Aquatic crops & residues crops & residues Biomass Biomass B I O B A S E D F o o d & f ee d P R O D UC T S B I O R EF I N E R Y Materials Chemicals Isolation, ext r action and pretreatment Fuels & energy P olymer processing Carbo h y d r ates Proteins T h e B io b as e d Natu r al fibres Lignin S ynthesis & modification E c on o m y Biotechnological & chemical co n v ersion V a lu e C h ai n Specialties Oils & F ats C O N V ER S I O N B I O M A S S C O M P ON E N T S
BbE Onderzoeksagenda s TO2 s Belangrijke trends sectoren Inzet van biomassa verschuift geleidelijk van bioenergie naar een breder palet van toepassingen (chemicaliën, materialen, transportbrandstoffen, elektriciteit en warmte). Consumenten raken steeds meer geïnteresseerd in unieke, onderscheidende producten. Concerns richten zich vaker daarop in combinatie met het verduurzamen van hun product-portfolio. De duurzaamheidsfoodprint van producten wordt onderdeel van een bedrijfsstrategie gericht op continuïteit en het vergroten van merkwaarde. De interesse in biobased toepassingen groeit in de agro en de chemische industrie en bij kunststof verwerkers. In Europa zit Nederland nu nog in de voorhoede met industriële spelers als DSM, Corbion, COSUN en Friesland Campina en start-ups zoals Avantium en Feyecon.
Circular & Biobased Economy: Start with Sun, CO 2 and water Innovation areas Circular design & loop closure CO2 as raw material & dedicated crops Consumption Food Feed Chemicals Materials Energy Sustainable chain design and social aspects Final application development Re-use Food Feed Sustainable production of chemicals, materials, fuels & energy Biobased & Circular resources Total use via Biorefinery
Phototrophic organisms (plants) Development of (new) BbE crops and crop systems Breeding for biorefinery crops Development of (new) multipurpose crops (e.g. miscanthus, hemp, dual-purpose maize) Plants producing new chemicals for industry (e.g. itaconic acid) Novel cropping systems for biobased crops both terrestrial and aquatic (e.g algae and azolla) Sheet: Luisa Trindade
Biorefinery examples Total use via Biorefinery Sheet: Martijn Hackmann
85% of all chemicals = building block for materials chemicals Sustainable production of chemicals, materials, fuels & energy materials (Bio-) chemical conversion monomer synthesis Polymerization bioplastic processing performance bioplastics carbohydrates lipids Lignin CO 2 furans isosorbides aromatics BDO etc. PEF & other esters / amides PLA TPS (starch) PHA etc. Bioplastics, Films, foam, composites, Etc.Etc. Sheet: Arie vd Bent
Examples biotechnological production of: Fatty acids Biodiesel Bioplastics Acetone, butanol and ethanol Polymer-like proteins Biohydrogen Organic acid with oleaginous yeasts with heterotrophic algae with bacteria with bacteria with yeasts with bacteria with micro-organisms
Bioplastics wood modification Compostable packaging Isolation Building materials Agro-fibre composites Green plasticizers coatings & pigments Sheet: Harriëtte Bos
Sustainable chain design and social aspects Sustainable chain design * Combining food security, sustainable agriculture and resource efficiency with Bb&CE * Optimal process design / technical development * Sustainability analyses * Optimal logistics, organization & cluster development Sustainable chain design and social aspects To a new NL manufactoring industry * New competitive business cases * B&CE education to support the human capital agenda * Impact of technology & BbE industrial development * Development of regional circular production to avoid material depletion or accumulation and conflicts Models & method development NL & EU * Multi-criteria analyses, scenario analyses * Macro-economic (impact) analyses * Societal acceptance and sustainability analyses * Coherent policy, creating level playing field, policy advice * Price/supply/demand/alternative relations & CO 2 & GHG costs * Land-use, institutions, market intelligence, etc.
Onderzoeksagenda s innovatiecontract BBE Instituut Programmalijn Biomassa productie (WP4) Bio-raffinage (WP3) Biobased Energie (WP2) Biobased chemicaliën (WP2) Biobased materialen (WP1) Waardeketens & Ecosysteem (WP6) Circulaire economie (WP5) CO2 als feedstock (WP4) ECN Biomassa voorbewerking/opwerking X X X X X ECN ECN Resource-efficiënt gebruik van residuen X X X X X Biomassa vergassing (en gasreiniging en gas processing) X X X X ECN Biomassa verbranding X ECN Lignocellulose bioraffinage X X X X ECN Zeewier bioraffinage X X X X ECN Beleidsstudies X X X X X X X TNO TNO Biomassa voorbewerking en bioraffinage X X X Performance materialen op basis van renewables X X X X TNO Electrochemie & CO 2 -benutting X X TNO Sustainability assessment X TNO Innovatie decision support X X X DLO Final application development X X X X X DLO Circular design & loop closure X X X X X X DLO Use CO 2 as raw material X X X DLO Dedicated crops for B&CE X X X X X DLO Total use via Biorefinery X X X X X X DLO DLO Conversion technology, expertise and process development X X X X X Sustainable chain design and social aspects X X X X X X X X
Onderzoeksagenda s TO2 s Visie en strategie Traditioneel focus op verschillende toepassingsdomeinen met bijbehorende gescheiden overheidsfinanciering en aansturing: ECN: energie TNO: chemie Wageningen UR DLO: agrifood, chemie Deze (gedwongen) scheiding in toepassingsdomeinen begint steeds meer te knellen, aangezien bij de ontwikkeling van BBE concepten een integrale aanpak vanuit een waardeketenbenadering is vereist. Om continuïteit in innovatie-trajecten te waarborgen, expertise en faciliteiten efficiënt in te kunnen zetten en om lock-in situaties met sub-optimale waardeketens te voorkomen, hanteren alle drie de TO2 s meerjarige onderzoeksagenda s, op basis van een duidelijke BBE visie en strategische keuzes.
BbE Onderzoeksagenda s TO2 s Synthese onderzoeksagenda s Onderzoeksagenda s zijn in hoge mate complementair, zeker wanneer wordt ingezoomd op technologie-niveau. Ieder instituut heeft eigen focusgebieden. De TO2 instituten kunnen samen, thematisch gezien, alle belangrijke technologische ontwikkelingen op het gebied van BBE met R&D activiteiten faciliteren. Ook is er bij allen aandacht voor niet-technologisch onderzoek (beleid, economie, duurzaamheid). Belangrijke nieuwe onderwerpen waaraan wordt gewerkt zijn circulaire economie en CO 2 als feed-stock". Via intensievere samenwerking is veel synergie te behalen.
ECN, TNO en Wageningen UR-DLO slaan de handen ineen om samen, via een integrale aanpak vanuit een waardeketenbenadering, de NL industrie te ondersteunen bij de realisatie van de transitie naar een Biobased Economy Mark Overwijk, Jaap Kiel (ECN) Roald Suurs, Elsbeth Roelofs (TNO) Bert Annevelink, Harriëtte Bos, Erik van Seventer (Wageningen UR-DLO) Marina Svetachova, Geert van der Veen (Technopolis)
Is dit de gids voor duurzame ontwikkeling, ook voor Circular & Biobased Economy? WHAT: Design Circularity Close loops Use sunlight to produce efficiently usable resources Create Resource Efficiency HOW: Design Adaptive systems Create Balance Planet People Profit Promote Diversity & Cultivate Serendipity
Thank you for your attention