One potential renewable energy resource is green gas production throughanaerobic digestion (AD). However, only part of the biogas produced (up to50-60%) contains the combustible methane; the remainder are incombustiblegasses with the biggest being carbon dioxide. These gasses are often not usedand expelled in the atmosphere. Through the use of BIO-P2M where hydrogenis mixed with the remaining CO2 additional methane can be produced,increasing the yield and using the feedstocks more effectively. Within thisresearch the environmental sustainability and effectiveness of BIO-P2M isevaluated using the MEFA and aLCA method, expressed in; net green gasproduction, efficiency in (P)EROI, emissions in GWP100, and environmentalimpact in Ecopoints. The functional unit is set as a normal cubic meter ofGroningen quality natural gas. Results indicate a net improvement of allindicators when applying BIO-P2M in several configurations (in situ, ex situ).When allocating the production of renewable energy to the BIO-P2M systemenvironmental impacts for wind the results are still positive; however, whenusing solar PV as an energy source the environmental impact in Ecopointsexceeds that of the reference case of Groningen natural gas. An additionaloption for improving the indicators is optimization of the process. When usingBIO-P2M combined with heat and power unit for producing the internalelectricity and heat demands all indicators are improved substantially. On anational scale when utilizing al available waste materials for the BIO-P2Msystem around 1217 MNm3/a of green gas can be produced, which is 3% ofthe total yearly consumption in the Netherlands and around 60% more thanwhen using normal AD systems. Within the context BIO-P2M is an interestingoption for increasing green gas output and improving the overall sustainabilityof the AD process. However, the source of green electricity needs to be takeninto account and process optimization can ensure better environmentalperformance.
The possibilities of balancing gas supply and demand with a green gas supply chain were analyzed. The considered supply chain is based on co-digestion of cow manure and maize, the produced biogas is upgraded to (Dutch) natural gas standards. The applicability of modeling yearly gas demand data in a geographical region by Fourier analysis was investigated. For a sine shape gas demand, three scenarios were further investigated: varying biogas production in time, adding gas storage to a supply chain, and adding a second digester to the supply chain which is assumed to be switched off during the summer months. A regional gas demand modeled by a sine function is reasonable for household type of users as well as for business areas, or a mixture of those. Of the considered scenarios, gas storage is by far the most expensive. When gas demand has to be met by a green gas supply chain, flexible biogas production is an interesting option. Further research in this direction might open interesting pathways to sustainable gas supply chains.
A transparent and comparable understanding of the energy efficiency, carbon footprint, and environmental impacts of renewable resources are required in the decision making and planning process towards a more sustainable energy system. Therefore, a new approach is proposed for measuring the environmental sustainability of anaerobic digestion green gas production pathways. The approach is based on the industrial metabolism concept, and is expanded with three known methods. First, the Material Flow Analysis method is used to simulate the decentralized energy system. Second, the Material and Energy Flow Analysis method is used to determine the direct energy and material requirements. Finally, Life Cycle Analysis is used to calculate the indirect material and energy requirements, including the embodied energy of the components and required maintenance. Complexity will be handled through a modular approach, which allows for the simplification of the green gas production pathway while also allowing for easy modification in order to determine the environmental impacts for specific conditions and scenarios. Temporal dynamics will be introduced in the approach through the use of hourly intervals and yearly scenarios. The environmental sustainability of green gas production is expressed in (Process) Energy Returned on Energy Invested, Carbon Footprint, and EcoPoints. The proposed approach within this article can be used for generating and identifying sustainable solutions. By demanding a clear and structured Material and Energy Flow Analysis of the production pathway and clear expression for energy efficiency and environmental sustainability the analysis or model can become more transparent and therefore easier to interpret and compare. Hence, a clear ruler and measuring technique can aid in the decision making and planning process towards a more sustainable energy system.
LINK
By transitioning from a fossil-based economy to a circular and bio-based economy, the industry has an opportunity to reduce its overall CO2 emission. Necessary conditions for effective and significant reductions of CO2-emissions are that effective processing routes are developed that make the available carbon in the renewable sources accessible at an acceptable price and in process chains that produce valuable products that may replace fossil based products. To match the growing industrial carbon demand with sufficient carbon sources, all available circular, and renewable feedstock sources must be considered. A major challenge for greening chemistry is to find suitable sustainable carbon that is not fossil (petroleum, natural gas, coal), but also does not compete with the food or feed demand. Therefore, in this proposal, we omit the use of first generation substrates such as sugary crops (sugar beets), or starch-containing biomasses (maize, cereals).
Dit project richt zich op de ontwikkeling van de biotechnologische en chemische procesvoering om op basis van mycelium een alternatief voor leer te produceren. In vergelijking met leer is het voordeel van mycelium dat geen runderen nodig zijn, de productie kan plaatsvinden onder industriële condities en met gebruik van reststromen, de CO2 uitstoot alsook hoeveelheid afval verlaagd wordt, en het gebruik van toxische stoffen zoals chroom wordt vervangen door biobased alternatieven. In het project zullen de procescondities worden bepaald die leiden tot de vorming van optimaal mycelium. Daartoe zullen twee verschillende schimmels worden gekweekt in bioreactoren bij de Hogeschool Arnhem Nijmegen (HAN), waarbij specifiek de effecten van de procescondities (temperatuur, pH, shear, beluchting) en de samenstelling van het kweekmedium op groei van het mycelium en materiaal eigenschappen zullen worden onderzocht. De meest optimale condities zullen vervolgens worden opgeschaald. Op het op deze wijze verkregen materiaal zal Mylium BV een aantal nabehandelingsstappen uitvoeren om de sterkte, elasticiteit, en duurzaamheid van het product te vergroten. Daartoe worden biobased plasticizers, cross-linkers en/of flexibility agents gebruikt. Het resulterende eindproduct zal middels specifiek fysieke testen vergeleken worden met leer alsook worden voorgelegd aan mogelijke klanten. Indien beide resultaten positief zijn kan het betreffende proces na het project verder worden opgeschaald voor toepassing naar de markt.
Het kabinet heeft 25 missies geformuleerd om maatschappelijke uitdagingen aan te pakken. Deze missies richten zich op gezondere levensjaren, voldoende schoon water en veilig voedsel, minder uitstoot van broeikasgassen, betaalbare duurzame energie en een veilig Nederland om in te wonen en te werken. Ambitieuze doelen moeten ondernemers en onderzoekers uitdagen tot baanbrekende oplossingen en bijdragen aan de concurrentiekracht van Nederland. Voor een klimaatbestendig, waterrobuust, duurzaam, gezond en veilig Nederland zijn zowel grote als kleine oplossingen nodig. De missies openen deuren voor nieuwe startups, mkb’ers, consortia van maatschappelijke organisaties en samenwerkingsverbanden met burgers. Het realiseren van deze missies vraagt ook om samenwerking over grenzen van topsectoren en landen heen. De Hogescholen voor Groen Onderwijs: Aeres, HAS, Inholland en Hogeschool Van Hall Larenstein werken samen in het Center of Expertise Groen om met voldoende focus en massa bijdragen te leveren aan maatschappelijke opgaven waarvoor de groene sectoren staan. Deze opgaven zijn vertaald naar meerjarige missies in de Kennis en Innovatie Agenda (KIA) voor het groene domein. Binnen de Missie Landbouw, Water en Voedsel wordt gewerkt aan noodzakelijke transities, die tevens een grote verwevenheid kennen met andere maatschappelijke sectoren. Samen met partners uit het groene domein alsook uit de publieke- en private sectoren, realiseert het CoE Groen een krachtige onderzoeksgroep die op maatschappelijk relevante thema’s nieuwe kennis ontwikkelt die daadwerkelijk van betekenis is. De onderzoeksgroep richt zich de eerstkomende jaren op 7 thema’s: (1) Veerkracht (resilience) van natuurlijke bronnen (2) Herontwerp (redesign) agrifood productiesystemen (3) Vitaliteit in stad en leefomgeving (4) Gezond voedsel met meerwaarde (5) Digitalisering en High tech (6) Nieuwe businessmodellen (7) Governance. Voor de SPRONG naar een krachtige onderzoeksgroep wordt ingezet op het vergroten van zichtbaarheid, het opleiden en verbinden van onderzoekslijnen, (regionale) netwerkontwikkeling, het verbeteren van kwaliteit van onderzoek en het realiseren van maatschappelijke impact.
