Polymeren, waaronder plastics, kennen we allemaal uit ons dagelijks leven. Van de plastic draagtas tot computeronderdelen en kopjes. Allemaal worden deze polymeren vervaardigd uit aardolie en afgeleide producten. De producten zijn zeer nuttig en breed toepasbaar, mede door de gunstige eigenschappen zoals warmteweerbaarheid, stevigheid en waterdichtheid. Daarentegen kennen polymeren ook een keerzijde, zoals het niet of moeilijk afbreekbaar zijn in de natuurlijke omgeving en de nadelen van het gebruik van fossiele bronnen: hun eindigheid en de ongecontroleerde emissie van broeikasgassen die verband houdt met klimaatverandering. Dit is een zichtbaar probleem bij onder meer De Plasticsoep, waar geen of beperkte afbraak plaatsvindt van plastics in de oceaan. De zoektocht naar alternatieven is daarom volop aan de gang.
MULTIFILE
14-06-2021
De Nederlandse maatschappij staat voor een belangrijke uitdaging. In 2030 moet de CO2-uitstoot met minimaal 49% zijn teruggedrongen en de Nederlandse industrie dient veel meer circulair te werken dan nu het geval is. In 2050 is de industrie circulair en stoot vrijwel geen broeikasgas meer uit. Een hele opgave als je bedenkt dat Nederland volgens de Nieuwe Economie Index nu nog op een score zit van 12.1% wat betreft circulariteit (Van ‘t Klooster et al., 2020). Voor de topsector Logistiek betekent dit dat er kennis en nieuwe concepten ontwikkeld moeten worden om duurzame logistieke oplossingen te realiseren.
LINK
31-12-2019Biopolymeren vormen een potentieel interessant alternatief voor conventioneel op olie gebaseerde polymeren, omdat zij geen fossiele grondstoffen gebruiken voor de productie. Daarentegen is het productie procedé afhankelijk van energie en toevoegmiddelen die weer bijdragen aan het verbruik van energie en de emissie van onder andere broeikasgassen en zijn degrondstoffen van belang, zoals het gebruik van reststromen uit de afvalverwerking of andere biomaterialen. Binnen het project Circulaire Biopolymeren Waardeketens zijn meerdere productiemethoden bestudeerd om polyhydroxyalkanoaten (PHAs) te maken uit organische reststromen: GFT en afvalwaterslib, een bijproduct uit de afvalwaterzuivering. Productie enextractie van PHAs kan middels diverse routes. In het project zijn meerdere extractieroutes bestudeerd betreffende hun mogelijkheden. Als onderdeel van het project is een levenscyclusanalyse (LCA) gedaan om de milieu-impact van de productie van de biopolymeren in kaart te brengen. Deze is hier beschreven. De milieu-impact van PHA productie via twee extractieroutes werd vergeleken met conventionele polymeren zoals polyethyleen (PE) en polyethyleentereftalaat (PET). De extractieroutes waren: NaOCl, water-based en Chloroform, solvent-based extractie. De milieu-impact werd berekend op basis van de productie van 1 kgpolymeer. Het systeem includeerde de veranderingen in het conventionele management van GFT en afvalwaterslib, o.a. substitutie van energie doordat de reststromen nu gebruikt werden voor PHA productie en niet voor energieproductie. Op basis van een modelstudie van de UniversiteitGroningen is een massabalans opgemaakt en zijn gegevens gebruikt voor energieverbruik te bepalen en de hoeveelheid toevoegmiddelen die nodig waren tijdens de extractie. Op basis van literatuur zijn aannames gedaan zoals calorische waarden voor verbranding en het energieverbruik voor ontwateren, drogen en vergisting. De Ecoinvent database werd gebruikt voor achtergrond gegevens ten behoeve van de energieproductie en achtergrondprocessen. De volgende milieu-impacts werden berekend: broeikasgassen, verzuring, eutrofiëring, landgebruik, fijnstofemissie en fossiel energieverbruik. Een gevoeligheidsanalyse gaf inzicht in de verandering van parameters op het eindresultaat. De resultaten lieten zien dat watergebaseerde extractie leidde tot emissie van 5,95 kg CO2-eq per kg PHA en chloroformextractie tot 47 kg CO2-eq per kg PHA. Verschillen zaten met name in het energieverbruik tijdens het proces en de productie van de toevoegmiddelen. Verzuring was lager voor chloroformextractie met -0,015 kg SO2-eq ten opzichte van watergebaseerde extractie, namelijk 0,013 kg SO2-eq per kg PHA. Energieverbruik was 90,7 MJ voor watergebaseerde extractie en 772 MJ per kg PHA voor chloroformextractie. Landgebruik was lager voor chloroformextractie met -4,7 m2 per kg PHA en 0,43 m2 per kg PHA voor watergebaseerde extractie. Eveneens was fijnstofemissie lager voor chlorformextractie en marine eutrofiëring lager for watergebaseerde extractie. Chloroformextractie had hogere impact in broeikasgassen, energieverbruik en eutrofiëring vergeleken met PET en PE. Watergebaseerde extractie had hogere impact in broeikasgassen, energieverbruik, fijnstofemissie en eutrofiëring, maar werd vergelijkbaar of lager ten opzichte van conventionele polymeren wanneer een lager energieverbruik werd aangenomen. Onderzoek naar het exacte energieverbruik is daarom nodig. Geconcludeerd werd dat verdere verlaging van de milieu-impact kan worden bereikt door het verminderen van het gebruik van toevoegmiddelen en het gebruiken van groene energie zoals wind en zon. Voor vervolgonderzoek is het van belang om data te verifiëren en eventueel andere extractieroutes te onderzoeken
Bamboe is een hoogwaardig, zeer bestendig snelgroeiend natuurproduct waarvan de productie wordt gedomineerd door Azië. Het wordt al eeuwen toegepast in Europa als decoratief en constructief materiaal voor (interieur)architectuur en gebruiksvoorwerpen. Bamboe wordt beschouwd als een duurzaam alternatief voor de toenemende schaarste aan duurzame, inheemse (hard)houtsoorten. De huidige subtropische teelt en verwerking van bamboe, gekenmerkt door mono-culturele plantages, inefficiënt watergebruik tijdens het groeiproces en het gebruik van schadelijke conserveringsmiddelen bij verwerking van bamboevezels, ondermijnen het duurzaam potentieel. Bovendien veroorzaakt het vervoer van Azië naar Europa een CO2-uitstoot die de CO2-opname van bamboe tenietdoet. Om van Europees bamboe een duurzaam materiaal te maken onderzoekt het ArtEZ-lectoraat Tactical Design op verzoek van diverse MKB-partners hoe we een nieuwe, duurzame waardeketen kunnen ontwikkelen – van teelt tot product – op basis van Europees geteelde bamboe voor toepassingen in interieur en exterieur die zowel economisch als ecologisch kan concurreren met Aziatisch bamboe en Europees hout. Aanleiding is de aanplant in 2017 van de eerste bamboeplantage in Zuid-Portugal conform Europese en lokale regelgeving rondom biodiversiteit en watergebruik. In 2021 vindt op deze plantage de eerste oogst plaats. Het is daarmee de eerste poging bamboe op grote schaal, transparant en duurzaam in Europa te telen. De vraag is hoe deze bamboe duurzaam verwerkt en de reststromen meervoudig verwaard kunnen worden binnen Europa voor bouw, interieur, meubels en textiel met gebruik van zowel de bamboestam als van lignine (voor lijmproducten), vezels en cellulose (voor garens/textiel). Om deze vragen te beantwoorden is een consortium samengesteld van innovatieve bedrijven die representatief zijn voor en kunnen bijdragen aan een duurzame keten voor bamboeproducten zoals BambooLogic (bamboeproducent), Bambooder (vezelextractie), Inducoat (duurzame coating), Miscancell (cellulose-extractie) en BSM Factory (meubelproducent) die i.s.m. met kennisinstellingen (WUR, Stichting Hout Research), productontwerpers en ontwerpstudenten duurzame prototypes zullen ontwikkelen van halffabricaten, bouw- en interieurproducten met Europees bamboe.
Nederland wil in 2050 circulair zijn. Dat vraagt een ongekende transitie in de wijze waarop onze samenleving onderneemt, samenwerkt, denkt en doet. Stedelijke regio’s zijn de geijkte plek om een transitie naar een circulaire economie in gang te zetten door hun dichte concentratie van kennis, kapitaal, data en resources op een relatief klein oppervlak. De baten die deze transitie oplevert zullen vooral in deze regio’s merkbaar zijn: minder verspilling, luchtvervuiling en CO2-uitstoot, meer economische waarde en sociale impact. CIRCOLLAB richt zich op het versterken van interdisciplinair praktijkgericht onderzoek voor de circulaire transitie in de metropoolregio Amsterdam (MRA). De SPRONG-groep bestaat uit lectoraten van de Centres of Expertise Urban Technology en Urban Governance & Social Innovation en de Faculteit Digitale Media en Creatieve Industrie van de Hogeschool van Amsterdam, Kenniscentrum Maatschappelijke Innovatie Flevoland van Hogeschool Windesheim en de Academie van Bouwkunst van de Amsterdamse Hogeschool voor de Kunsten. De SPRONG-groep combineert expertise vanuit het technologische, creatieve, economische en sociale domein en verricht praktijkgericht onderzoek naar ‘circulair denken en doen’, ‘circulair ondernemen’, ‘circulair menselijk kapitaal’ en ‘circulair samenwerken’ in relatie tot technische innovaties in twee waardeketens: de gebouwde omgeving en consumptiegoederen. De SPRONG-groep ontwikkelt, samen met actoren in de quadruple helix, een regionale infrastructuur voor inventariseren en prioriteren van onderzoeksbehoeften en het programmeren, opbouwen en uitwisselen van kennis. Hierbij worden kennis en ervaringen uit circulaire initiatieven, experimenten, onderzoek en onderwijs aan elkaar en aan fysieke experimenteerruimtes verbonden, om gezamenlijk van te leren, kennis te delen en op te schalen. Zo ontstaat een krachtige interdisciplinaire SPRONGgroep met de ambitie om het consortium uit te laten groeien tot dé regionale spil op het gebied van de circulaire transitie in grootstedelijke regio’s en een erkende (inter)nationale speler voor kennisuitwisseling en -opbouw op dit onderwerp.
In 2050 wil Nederland volledig circulair zijn, gericht op het optimaal inzetten en hergebruiken van grondstoffen en energie in de verschillende schakels van de productieketen. Er zullen kansen voor circulaire bedrijfsvoering ontstaan en dat gaat niet alleen over innovatieve technologie. Meerwaarde zit ook in samenwerking van de diverse actoren binnen waardenketens in een circulaire maatschappij. Draagvlak bij bedrijven, regionale stakeholders en consumenten voor circulair denken en handelen is van cruciaal belang. Dit resulteert in een uitdaging om multidisciplinair een bijdrage te leveren aan circulaire economie. Niet alleen vanuit technische oplossingen maar ook vanuit een sociaaleconomisch perspectief. De doelstelling van het postdoc onderzoek is het opzetten van een programmalijn meervoudige waardecreatie en employability met focus op twee aspecten: inzicht in businessmodellen en human capital voor een circulaire transitie van een bedrijf. Circulaire economie biedt bedrijven nieuwe kansen maar roept ook vragen op rondom de aansluiting van bestaande businessmodellen. Circulaire economie komt alleen tot stand in een proces van transitie. Niet alleen zullen bedrijven op een andere manier moeten omgaan met materialen en producten, maar ook marktproposities, employabilitybeleid, bewustwording en samenwerkingsvormen moeten veranderen om de transitie naar een circulaire economie te laten slagen. Circulaire economie vraagt om een mindset, businessmodellen, waardeketens en circulaire competenties die de technische innovatie versterken. Om deze transitie te realiseren is een nieuw perspectief op de regionale human capital agenda noodzakelijk. Het betreft onderwijsketens (mbo, hbo en wo) in technologie, economie en business, maar ook ‘leven lang leren’ arrangementen. De programmalijn meervoudige waardecreatie en employability richt zich op de Limburgse regio, in het bijzonder op de ambities rondom de Brightlands Chemelot Campus en zal bijdragen aan een ontbrekend onderdeel in een real life lab omgeving, met het ontwikkelen en valideren van een businessmodel en human capital die nodig zijn voor de circulaire transitie van een onderneming.
