In 2050 moet de Nederlandse economie volledig circulair zijn: alles wat we willen maken, behalve voedsel, wordt dan vervaardigd van bestaande grondstoffen of onderdelen en hergebruikte materialen. In 2030 moeten we halverwege zijn, maar ook dat gaat hoogstwaarschijnlijk niet lukken.
Waarom groene waterzuivering, en welke plaats neemt groene waterzuivering in de waterketen in? Verder is de vraag belangrijk wanneer we voor technische en wanneer we voor groene waterzuivering kiezen. In hoofdstuk 1 zal dit besproken worden. In hoofdstuk 2 zetten we een aantal aspecten van waterzuivering op een rij, en bespreken we hoe groene resp. technische waterzuivering hierop scoren. Om de plaats van groene waterzuivering in de tijd aan te geven, schetsen we in hoofdstuk 3 een korte geschiedenis van de waterzuivering en geven we de ontwikkelingen daarin aan. In hoofdstuk 4 volgen de aspecten en doelen van groene waterzuivering. We laten andere technieken buiten beschouwing, zoals membraanfiltratie, chemische technieken enz. Nadrukkelijk krijgt hier beleving en biodiversiteit een plaats. Het beleid en wet- en de regelgeving worden hier ook behandeld. Van belang is de probleemanalyse van (afval)waterstromen en stoffen helder te hebben. Dan weten we van welk systeem we gebruik moeten maken. Dit komt in hoofdstuk 5 aan de orde. In hoofdstuk 6 worden de systemen van groene waterzuivering uitgelegd. Gestart wordt met een matrix waarin per systeem duidelijk wordt voor welke afvalstromen dit geschikt is. Van elk systeem worden de volgende aspecten beschreven: - technische beschrijving + foto + doorsnede; - zuiveringsrendementen per stof; - dimensionering (min./max. omvang); - toepassingsgebied; - beheer; - aanleg- en beheerkosten; - bijdrage biodiversiteit/beleving; - aandachtspunten/randvoorwaarden voor het ontwerp, waarin beheer en kosten een rol spelen. In hoofdstuk 7 komt de monitoring aan bod. Ten slotte wordt in hoofdstuk 8 het Handboek afgesloten met praktijkvoorbeelden.
MULTIFILE
Afgelopen week heeft er een kickoff plaatsgevonden van het project: Groene methanol Omdat netcongestie en gelijktijdigheid van het energiesysteem steeds grotere uitdagingen worden naarmate de adoptie van zonne- en windenergie toeneemt, zien we in toenemende mate dat de duurzame energie opweksystemen niet tot hun volledige potentieel benut worden. Dat geldt voor wind- en zonneparken op elke schaal. Het is aantrekkelijk om deze ‘overtollige’ energie toch nog nuttig te gebruiken door het om te zetten in waterstof voor decentrale toepassingen. In het project “Groene methanol” ontwikkelen we het systeemontwerp voor de productieketen van (een teveel aan) zonne-energie tot aan opslag van methanol. We bouwen een lab opstelling waarmee we efficiëntie en opbrengsten van dit systeem kunnen bepalen en voeren een techno-economische haalbaarheidsstudie uit, geschaald naar de Nederlandse waterstofeconomie. Het doel is om het werkingsprincipe en de levensvatbaarheid van groene methanol uit overtollige pv energie, aan te tonen. Een mooi en leerzaam project dat we samen uitvoeren met Volta Energy NL en Alles over Waterstof.
LINK
Als gevolg van de energietransitie wordt het steeds moeilijker om energieaanbod en -vraag op elkaar af te stemmen en ontstaan problemen op het elektriciteitsnet. Energieopslag biedt een oplossing: duurzame energie wordt opgeslagen op momenten dat er aanbod en weinig energievraag is en beschikbaar gesteld wanneer er weinig aanbod en veel vraag is. Lokale opslag biedt een kans om lokale uitval van het elektriciteitsnet te voorkomen en geeft meerwaarde aan duurzame energie. Opslag in waterstof is uitermate geschikt voor zowel toepassingen op MW-schaal (windparken), voor seizoensopslag en voor toepassingen waar distributie relevant is. De wens van bedrijventerreinen om te verduurzamen biedt een kans om gericht aan oplossingen voor lokale energieopslag in waterstof en bijbehorende toepassingen te werken. In dit project werkt de HAN samen met MKB-bedrijven, Saxion, TU Delft, lokale overheden en een aantal overige partners aan het ontwikkelen en optimaliseren van een energieopslagsysteem gebaseerd op waterstof en bijbehorende waterstoftoepassingen op en voor bedrijventerrein IPKW in Arnhem. Beschikbare windenergie van in aanbouw zijnde turbines langs de Rijn bij IPKW vormen de aanleiding voor het ontwerpen, modelleren, construeren en testen van een (geschaald) energieopslagsysteem gebaseerd op de productie, en opslag van waterstof. Specifieke toepassingen op het industriepark worden geïnventariseerd, en waar mogelijk gerealiseerd en gemonitord, voor met name lokaal bedrijfstransport en elektriciteitslevering. Scenario’s voor ontwikkeling en toepassing van de technologie ontwikkeld en haalbaarheidsstudies uitgevoerd. Kennis en expertise worden ontwikkeld om het proces van optimale implementatie van waterstof voor energieopslag in een energieketen met specifieke toepassingen op een bedrijventerrein te ondersteunen. Met dit project bouwen wij voort op de vele eerdere waterstofprojecten die bij de HAN zijn uitgevoerd en maken we gebruik van ons recent gerealiseerde shared facility HAN Waterstoflab op IPKW.
HCA Groenvermogen NL vormt de aanleiding en het kader voor het aanstellen van Regionale Liaisons en het opstellen van Regionale Roadmapsin zes regio’s. Deze hebben als rol en functie de regio’s te mobiliseren voor Learning Communities en de uitwisseling binnen het Nationale Kennisplatform. Hierbij is Chemelot geïdentificeerd als één van die zes regio’s, en is Zuyd Hogeschool benaderd om een aanvraag voor te bereiden. ▪ Chemelot is een interessante locatie voor een doorgedreven inzet van Learning Communities op het gebied van waterstof. Waterstof is een belangrijk grondstof in de chemie en wordt vandaag geproduceerd uit aardgas. Ambitie is tegen 2050 duurzame waterstof zonder CO2- emissies te produceren. Samen met elektrificatie zal duurzame waterstof de energie- en grondstoffentransitie op Chemelot vormgeven. Daarnaast is op Chemelot reeds 10 jaar de Chemelot Innovation and Learning Labs (CHILL) actief, een publiek-private samenwerking tussen Universiteit Maastricht, Vista college, Zuyd Hogeschool en bedrijven als DSM, Sabic en Fibrant, en als dusdanig een Learning Community voor de verduurzaming van de chemie. ▪ De transitie naar een duurzame chemie is de inzet van de brede triple alliantie Chemelot Circular Hub (CCH) en haar Circulaire Economie Actieplan (CEAP). De CEAP vormt het referentiekader voor de verdere uitwerking van de Regionale Roadmap, met als focus het binden van talenten, aantrekken van gamechangers, topfaciliteiten voor onderzoek en innovatie incl. digitalisering. Het Regionale Liaisons-team is samengesteld uit experten vanuit de onderwijsinstellingen, CHILL, Brightsite en de CCH- programmamanager. Het team wordt ingebed in de CCH-governance, wat de afstemming met andere projecten binnen o.a. het Groeifonds en JTF borgt. Tot slot spiegelt onze aanpak zich aan de werkstromen binnen HCA GroenvermogenNL, dit in functie van een sterke synergie tussen regionale en nationale acties. Verdiepen van de kennisbasis, versterken van de samenwerking en versnellen van innovatieve onderwijs- en arbeidsmarktinitiatieven zijn hierin leidende principes.
In dit traject bundelen NHL Stenden Hogeschool en Wetsus de krachten en gaan een lector Waterslim Waterstof aanstellen, waarmee de realisatie van een grootschalige waterstof-hub in Noord-Nederland, en daarmee de Nederlandse energietransitie, drastisch zal versnellen. Waterslim Waterstof definiëren we als waterstof gemaakt met hernieuwbare energie, uit hernieuwbare watervoorraden. Dus zonder uitputting van schaarse zoetwatervoorraden. De stand der techniek voor groene waterstof is elektrolyse van gedemineraliseerd zoetwater. Per kg waterstof is ten minste 9 kg gedemineraliseerd water nodig. Grootschalige waterstof productie concurreert met drinkwater en andere zoetwaterbronnen en vergroot de problemen rond seizoensgebonden droogte en teruglopende waterkwaliteit. In dit lectoraat worden verschillende routes ontwikkeld om waterstof rechtstreeks uit laagwaardig water te produceren, zoals zee- of brakwater. Dit zal worden bereikt door innovatieve membranen, katalytische materialen en elektrochemische celconfiguraties in te zetten voor een meer efficiënte opslag en productie van waterstof. Met name op het gebied van de productiewijze van het flowfield van de membraan gescheiden electrolyser en de keuze van de katalysatoren voor de splitsing van water in waterstof en zuurstof zijn doorbraken mogelijk. Ook op het gebied van de katalysatorbereiding zijn veel nieuwe ontwikkelingen gaande om te komen tot zeer hoge stroomdichtheden. Integratie van waterontzilting met elektrolyse voor waterstofproductie is een hele andere invalshoek. Het werkplan bestaat primair uit praktijkonderzoek, grotendeels uitgevoerd door studenten, onder begeleiding van de nieuwe lector en betrokken bedrijven. Het toegepast onderzoek bestaat uit het op lab-schaal verder ontwikkelen van veelbelovende elektrochemische systemen, en het opschalen van reeds gevalideerde oplossingen. Dit alles zal plaatsvinden in een bredere context, waar wetenschappelijke vragen worden geadresseerd door Wetsus, en de betrokken bedrijven de technologie met NHL Stenden naar commerciële toepassing brengen. In dit traject worden fundamentele kennis, praktijkonderzoek met nieuwe materialen en systemen, de training van jonge professionals in de water-energie nexus met innovatieve bedrijven bijeengebracht voor maximale impact.
