Power-to-gas technologies are considered to be part of the future energy sys- tem, but their viability and applicability need to be assessed. Therefore, models for the viability of farm-scale bio-power-to-methane supply chains to produce green gas were analysed in terms of levelised cost of energy, energy efficiency and saving of greenhouse gas emission. In bio-power-to-methane, hydrogen from electrolysis driven by surplus renewable electricity and carbon dioxide from biogas are converted to methane by microbes in an ex situ trickle-bed reactor. Such bio-methanation could replace the current upgrading of biogas to green gas with membrane technology. Four scenarios were compared: a refer- ence scenario without bio-methanation (A), bio-methanation (B), bio-methanation combined with membrane upgrading (C) and the latter with use of renewable energy only (all-green; D). The reference scenario (A) has the lowest costs for green gas production, but the bio-methanation scenarios (B-D) have higher energy efficiencies and environmental benefits. The higher costs of the bio-methanation scenarios are largely due to electrolysis, whereas the environmental benefits are due to the use of renewable electricity. Only the all- green scenario (D) meets the 2026 EU goal of 80% reduction of greenhouse gas emissions, but it would require a CO2 price of 200 € t−1 to achieve the levelised cost of energy of 65 €ct Nm−3 of the reference scenario. Inclusion of the intermittency of renewable energy in the scenarios substantially increases the costs. Further greening of the bio-methanation supply chain and how intermittency is best taken into account need further investigation.
Uit het rapport: "Deze onderzoeksagenda is tot stand gebracht door de lectoren die samenwerken in het Nationaal Lectoren Platform Urban Energy. Alle betrokkenen bij het platform zijn in staat gesteld om bij te dragen aan de tekst, speciale dank daarbij voor de bijdragen en commentaren vanuit de TKI Urban Energy en de HCA topsector Energie."
The energy efficiency and sustainability of an anaerobic green gas production pathway was evaluated, taking into account five biomass feedstocks, optimization of the green gas production pathway, replacement of current waste management pathways by mitigation, and transport of the feedstocks. Sustainability is expressed by three main factors: efficiency in (Process) Energy Returned On Invested (P)EROI, carbon footprint in Global Warming Potential GWP(100), and environmental impact in EcoPoints. The green gas production pathway operates on a mass fraction of 50% feedstock with 50% manure. The sustainability of the analyzed feedstocks differs substantially, favoring biomass waste flows over, the specially cultivated energy crop, maize. The use of optimization, in the shape of internal energy production, green gas powered trucks, and mitigation can significantly improve the sustainability for all feedstocks, but favors waste materials. Results indicate a possible improvement from an average (P)EROI for all feedstocks of 2.3 up to an average of 7.0 GJ/GJ. The carbon footprint can potentially be reduced from an average of 40 down to 18 kgCO2eq/GJ. The environmental impact can potentially be reduced from an average of 5.6 down to 1.8 Pt/GJ. Internal energy production proved to be the most effective optimization. However, the use of optimization aforementioned will result in les green gas injected into the gas grid as it is partially consumed internally. Overall, the feedstock straw was the most energy efficient, where the feedstock harvest remains proved to be the most environmentally sustainable. Furthermore, transport distances of all feedstocks should not exceed 150 km or emissions and environmental impacts will surpass those of natural gas, used as a reference. Using green gas as a fuel can increase the acceptable transportation range to over 300 km. Within the context aforementioned and from an energy efficiency and sustainable point of view, the anaerobic digestion process should be utilized for processing locally available waste feedstocks with the added advantage of producing energy, which should first be used internally for powering the green gas production process.
Verschillende maatschappelijke veranderingen dwingen de bouwbranche tot innovaties. Ondanks de potentie op het vlak van circulariteit en duurzaamheid van 3D-printen met kunststoffen kent deze technologie nog nauwelijks toepassingen in de bouw. Redenen hiervoor zijn achterblijvende materiaaleigenschappen en het verschil in cultuur tussen de bouwwereld en kunststofverwerkende industrie. Het bedrijf Phidias, richt zich op innovatieve en creatieve vastgoedconcepten. Samen met Zuyd Hogeschool (Zuyd) willen zij onderzoek doen naar het printen van bouwelementen waarbij de meerwaarde van 3D-printen wordt gezien in het combineren van materiaaleigenschappen. Zuyd heeft afgelopen jaren veel onderzoek gedaan naar het ontwikkelen van materialen voor 3D-printen (o.a. 2014-01-96 PRO). De volgende fase is de opgedane kennis toe te passen voor specifieke applicaties, in dit geval om de vraag van het MKB bedrijf Phidias te beantwoorden. Vanuit een ander MKB-bedrijf, MaukCC, ontwikkelaar van 3D printers, komt de vraag om de afstemming tussen materialen en hardware te optimaliseren. De combinatie van beide vragen uit het werkveld en de expertise bij Zuyd heeft geleid tot dit projectvoorstel. In deze pilotstudie ligt de focus voornamelijk op het 3D printen van één specifiek bouwkundig element met meerdere eigenschappen (bouwfysisch en constructief). De combinatie van eigenschappen wordt verkregen door gebruik te maken van twee (biobased) kunststoffen waarbij tevens een variatie wordt aangebracht in de geprinte structuren. Op deze manier kunnen grondstoffen worden gespaard. Het onderzoek sluit aan bij twee zwaartepunten van Zuyd, namelijk “Transitie naar een duurzaam gebouwde omgeving” en “Life science & materials”. De interdisciplinaire aanpak, op het grensvlak van de lectoraten “Material Sciences” (Gino van Strydonck) en “Sustainable Energy in the Built Environment” (Zeger Vroon) staat garant voor innovatief onderzoek. Integratie van onderwijs en onderzoek vindt plaats door studenten samen met een coach (docent) en ervaren professional aan dit onderzoek te laten werken in Communities for Development (CfD’s).
The textile and clothing sector belongs to the world’s biggest economic activities. Producing textiles is highly energy-, water- and chemical-intensive and consequently the textile industry has a strong impact on environment and is regarded as the second greatest polluter of clean water. The European textile industry has taken significant steps taken in developing sustainable manufacturing processes and materials for example in water treatment and the development of biobased and recycled fibres. However, the large amount of harmful and toxic chemicals necessary, especially the synthetic colourants, i.e. the pigments and dyes used to colour the textile fibres and fabrics remains a serious concern. The limited range of alternative natural colourants that is available often fail the desired intensity and light stability and also are not provided at the affordable cost . The industrial partners and the branch organisations Modint and Contactgroep Textiel are actively searching for sustainable alternatives and have approached Avans to assist in the development of the colourants which led to the project Beauti-Fully Biobased Fibres project proposal. The objective of the Beauti-Fully Biobased Fibres project is to develop sustainable, renewable colourants with improved light fastness and colour intensity for colouration of (biobased) man-made textile fibres Avans University of Applied Science, Zuyd University of Applied Sciences, Wageningen University & Research, Maastricht University and representatives from the textile industry will actively collaborate in the project. Specific approaches have been identified which build on knowledge developed by the knowledge partners in earlier projects. These will now be used for designing sustainable, renewable colourants with the improved quality aspects of light fastness and intensity as required in the textile industry. The selected approaches include refining natural extracts, encapsulation and novel chemical modification of nano-particle surfaces with chromophores.
Duurzame energie is een belangrijk thema binnen de Hanzehogeschool, maar ook in de regio Noord-Nederland. Alternatieve gassen zoals biogas en waterstof nemen daarbij een belangrijke plaats in. Veel aandacht gaat daarbij uit naar de energievoorziening op systeemniveau (als maatschappelijk vraagstuk) en naar concrete technologische oplossingen daarbinnen. Het is echter nog onduidelijk hoe vraag en aanbod van alternatieve gassen als waterstof aan elkaar gekoppeld moeten worden, hoe de infrastructuur eruit zal gaan zien en welke schaalgroottes daarbij passen. Dit roept binnen het regionale netwerk van bedrijven en binnen regionale overheden veel vragen op. Veel bedrijven zien kansen, maar zoeken naar de best passende plek binnen de energiewaardeketen. Informatie op dit gebied ontbreekt vaak of is gekleurd.Het voorgestelde onderzoek voorziet in deze leemte. Onderzocht zal worden welke biogas- en waterstofketens kansrijk zijn vanuit economisch en duurzaamheidsperspectief, gericht op de middellange termijn en de regio Noord-Nederland. De focus zal daarbij liggen op levelised cost of energy, energie-efficiëntie van de keten en CO2-reductie, waarbij de gehele energiewaardeketen van duurzame gassen beschouwd zal worden. Dit onderzoek past bij de lectoraten van de Hanzehogeschool rondom het thema Energie, en bij de lectoraten Energietransitie/Waterstoftoepassingen en Life Sciences & Renewable Energy in het bijzonder. Het is een logisch vervolg op eerdere onderzoeksprojecten van de kandidaat postdoc, die zich hebben gericht op ketenanalyses van het biogassysteem. Dit postdoc onderzoek sluit ook direct aan bij masteronderwijs dat aan de Hanzehogeschool gegeven wordt, waarbij studenten duurzame energieketens leren analyseren vanuit techno-economisch gezichtspunt, rekening houdend met duurzaamheidsaspecten. Het voorgestelde onderzoek draagt substantieel bij aan stevige verankering en continuïteit van het onderzoeksportfolio, dat op een natuurlijke en praktische manier verbonden is aan het onderwijs.
