Categoriearchief: Nieuwe Technieken

Duurzame ontwikkelingshulp: puin en plastic recyclen

recyclingIn Nederland wordt puin voor 98% gerecycled en vooral gebruikt voor de fundering van wegen. In de derde wereld wordt het vaak weggegooid. Vooral in aardbevingsgebieden zou het puinruimen kunnen worden omgezet in het bouwen van tijdelijke woningen. Gerard Steijn heeft daarvoor een mobiele fabriek bedacht die puin omzet in een soort lego-stenen van beton waarmee in een dag een huis kan worden gebouwd.

Met het hergebruik van het puin wordt veel energie bespaard en veel CO2-uitstoot voorkomen. De nodeloze aanschaf van dure grondstoffen wordt daarmee in arme landen voorkomen en na een aardbeving hoeven mensen niet eindeloos in tentenkampen te bivakkeren. Dit is duurzame ontwikkelingshulp en hier kunnen NGO’s die vaak over elkaar heen buitelen met verspilling van geld en energie wat van leren.

Maar ook plastic is heel goed te recyclen. Daarvoor is zelfs ontwikkelingshulp voor de eerste wereld voor handen. Zie preciousplastic.

Thermodynamisch systeem werkt veel beter dan zonneboiler

Eerder heb ik al betoogd dat een zonneboiler eigenlijk niet duurzaam is omdat de terugverdientijd (meer dan 20 jaar) langer is dan de levensduur (15 jaar) van het systeem.

thermodynamicsystemNu is er een goed alternatief op de markt dat wel duurzaam is omdat het zich in een relatief korte tijd en dus ruim binnen de levensduur van meer dan 25 jaar terugverdient. Een thermodynamisch systeem gebruikt panelen die 24 uur per dag energie uit de omgeving halen middels een vloeistof/gas met een extreem lage kooktemperatuur van -24 graden Celcius. Onder alle weersomstandigheden blijven ze werken. Zelfs bij vorst werken ze dus nog, weliswaar met een lagere efficiëntie. Een dergelijk systeem bestaat naast de aluminium panelen (afmeting 2 m bij 80 cm) uit een voorraadvat met een mini warmtepomp. Het is ideaal voor warm tapwater maar kan ook heel goed gebruikt worden voor vloerverwarming.

Hergebruik CO2 voor energiezuinige en milieuvriendelijke plastic productie

Het ondergronds opslaan van CO2 is geen goed idee zoals ik al eerder heb betoogd. Via power to gas kan CO2 prima gebruikt worden om surplus aan elektriciteit op te slaan als aardgas (methaan) of om mierenzuur te maken. Power to gas installaties zijn echter niet goedkoop.

rutheniumEr dient zich nu een andere mogelijkheid aan om CO2 te hergebruiken en tegelijk veel energie te besparen. Bij de vervaardiging van plastics wordt koolmonoxide gebruikt dat ten koste van veel energie wordt gewonnen door steenkool te vergassen, een uiterst milieuonvriendelijk proces. Met behulp van ruthenium als katalysator is het mogelijk om koolmonoxide te maken uit CO2 en alcohol zonder grote hoeveelheden energie. Dit procedé ontwikkeld aan de Universiteit Rostock in Duitsland slaat dus drie vliegen in een klap, een enorme energiebesparing bij de plasticfabricage, een negatieve CO2 voetafdruk en een beperking van de milieuvervuiling. Het is daarmee een uitstekend voorbeeld van hoe je bestaande productieprocessen kunt verduurzamen.

Cradle to cradle plaatmateriaal

ecoboardEcoBoard is een 100% milieuvriendelijk plaatmateriaal gemaakt van restanten van oogstvezels uit de landbouw dat zonder formaldehydelijm wordt verwerkt tot hoogwaardige vezelplaten. Ze zijn 100% biologisch afbreekbaar en eindeloos recyclebaar. Het materiaal heeft een negatieve CO2 voetprint van -0,618 CO2 eqv/kg. Het is een constructieve plaat die lichter en sterker is dan MDF en bovendien brandwerend. Daarom heeft het vanuit milieu en gezondheid het DUBOKEUR en het NaturePlus eco label. De fabriek in Nederland is nog steeds niet gerealiseerd waardoor het materiaal nog steeds uit China komt.

Compakboard uit Heerenveen is al een beter product omdat het in Nederland wordt gemaakt (wanneer is nog de grote vraag; de start van de productie in Heerenveen wordt keer op keer uitgesteld in verband met problemen dus het wordt zeker niet eerder dan ergens in 2017). Ook hier worden reststoffen uit de agrarische sector verwerkt tot platen met verschillende dichtheden voor verschillende toepassingen als alternatief voor onder andere mdf, vezelplaat of pleisterplaat.

Pavatex is een houtvezelplaat gemaakt van reststoffen afkomstig van houtzagerijen. Het is om die reden ook ecologisch en duurzaam. Als bindmiddel wordt lignine gebruikt. De plaat is door toevoeging van latex waterafstotend maar veel minder sterk dan EcoBoard en ook goedkoper. Lees verder

Efficiëntere en goedkopere zonnecellen

perovskietEr zijn al heel wat publicaties verschenen die in de toekomst zonnecellen beloven die goedkoper of efficiënter zijn. Zonnecellen zijn dus nog lang niet uitontwikkeld.

Zo ontwikkelde men bijvoorbeeld aan de Universiteit van Amsterdam een coating van siliciumdioxide met daarin silicium nanokristallen en erbiumionen die hoogenergetische fotonen van de zon omzet in laagenergetische fotonen die gemakkelijker door zonnecellen kunnen worden omgezet in elektriciteit. Daarmee zou de efficiëntie van zonnecellen kunnen worden verhoogd. Er is echter nog veel aanvullend onderzoek nodig om er een marktproduct van te maken.

Een andere ontwikkeling aan de Universiteit van Oxford is het maken van zonnecellen op basis van het mineraal perovskiet (foto). Daarmee kan nu al een rendement van 20% gehaald worden en dat is meer dan de 15% die een gemiddelde zonnecel in de huidige zonnepanelen halen. Perovskiet is een vorm van calcium-titanium-oxide dat overal ter wereld voorkomt en erg goedkoop kan worden verwerkt tot zonnecellen. Zonnecellen zouden daarmee in theorie 5 keer zo goedkoop kunnen worden. Er zijn echter nog flink wat hordes te nemen voordat er een markproduct ligt.

Heeft het zin om daarop te wachten? Nee, zonnepanelen zijn in de huidige vorm al binnen 6 tot 7 jaar terugverdiend en voor bedrijven zelfs al binnen 5 jaar. Dat is korter dan de termijn waarop de nieuwe producten op de markt komen.

Bouwen met stroblokken

stromachineBouwen met stro wordt in Nederland een stuk gemakkelijker nu Pim Hondeveld een machine heeft ontwikkeld waarmee stro op maat geperst kan worden. Niet alleen zijn de maten van de blokken te variëren er zijn ook allerlei profielen en uitsparingen in aan te brengen waardoor ze als legostukjes in elkaar te passen zijn en ook leidingen kunnen worden geïntegreerd. Pim heeft met zijn “straw blocks systems” onlangs de duurzame dinsdag prijs gewonnen. Hij werd als een van de vier winnaars uit 220 duurzame inzendingen gekozen.
stroblok
Met zijn systeem wordt goedkoop duurzaam bouwen mogelijk waardoor het een geduchte concurrent van traditioneel bouwen kan worden. Het stro kan zowel in wand, dak als vloer worden toegepast en is als restproduct in de landbouw een prima isolatiemateriaal gebleken.

Hier en daar zullen misschien nog wel wat ambtelijke regeltjes moeten sneuvelen om grootschalige toepassing mogelijk te maken.

Energieopslag in zoutkoepels, meer dan gebakken lucht?

Het opslaan van energie is vooral bij stroom moeilijk. In de zeventiger jaren kwam het in Duitsland regelmatig voor dat er door kerncentrales teveel stroom werd opgewekt. Die moest vervolgens met bijbetaling worden afgezet aan derden. Dat was de reden dat in 1978 een persluchtcentrale van 320 MW werd gebouwd waarbij met het surplus aan energie lucht werd samengeperst en opgeslagen in een zoutkoepel bij Huntorf. Met deze opgeslagen samengeperste lucht kon naar behoefte door middel van een turbine opnieuw stroom worden gemaakt. Het rendement van deze centrale is zo’n 40% van de opgeslagen energie. De rest van de energie gaat verloren. Dat komt doordat bij het samenpersen van lucht deze opwarmt tot zo’n 600 graden en dus moet worden gekoeld. Omgekeerd moet bij het opwekken van stroom met perslucht de lucht weer worden opgewarmd omdat perslucht bij expanderen sterk afkoelt met als gevolg bevriezing.
persluchtcentrale
Dat moet beter kunnen dachten de ingenieurs. Zeker nu het regelmatig voorkomt dat er met wind en/of zon een teveel aan stroom wordt geproduceerd is er ook veel meer behoefte aan tijdelijke opslag van energie. Ze bedachten een nieuw concept waarbij de 600 graden hete perslucht door een warmtewisselaar met een grote hoeveelheid keramisch materiaal wordt gestuurd om af te koelen tot 40 graden. De zo in het keramisch materiaal opgeslagen warmte kan bij het expanderen van de perslucht opnieuw worden aangewend om de lucht op te warmen. Hierdoor verdubbelt het rendement van een persluchtcentrale naar zo’n 80%.

Bij Stassfurt moest de eerste proefcentrale ADELE verrijzen. RWE heeft die inmiddels afgeblazen in verband met de beperkte marktvooruitzichten. Bij bewezen succes zouden er een veertigtal van 1000 MW elk volgen. In Duitsland zijn er immers genoeg geschikte zoutkoepels te vinden. [In Nederland zijn die er ook zoals bijvoorbeeld bij Gasselte.] Kortom, een nieuwe techniek waar nog even niets van terecht komt.

1,2,3,4 hoedje van ….

hoedjevanpapierIn de papierindustrie wordt veel water en energie verbruikt (voor een ton papier zijn 20 bomen, 60000 liter water en 2,9 gigajoule energie nodig). Daardoor is de papierindustrie de op drie na grootste CO2 uitstoter ter wereld. Elke verbetering in het productieproces helpt de impact op het milieu te verkleinen. Dat begint al met het recyclen van het eindproduct waardoor er minder hout nodig is. Daarnaast kan het gebruikte water volledig hergebruikt worden. Ook de restwarmte kan worden gebruikt. De biologische reststoffen kunnen worden vergist of geraffineerd wat energie en bruikbare mineralen oplevert.

Fundamentele veranderingen in het productieproces leveren een minstens zo belangrijke bijdrage. In plaats van hout, een relatief langzame groeier, kunnen er vezels van snelgroeiende gewassen worden gebruikt zoals hennep en bamboe of van restproducten als stro. Maar ook zonder pulp op basis van mineralen kan een goede papiervervanger geproduceerd worden (gaiakraft, terraskin en allwrite).

Nog revolutionairder is het recent door de TU Eindhoven gevonden oplosmiddel dat lignine en cellulose op een simpele manier kan scheiden. Tot nu toe gebeurt dat onder hoge druk bij hoge temperaturen waardoor veel energie nodig is. Naar schatting kan zo 40% op water en energie worden bespaard. Bijkomend voordeel is dat de lignine gemakkelijk kan worden gewonnen, als grondstof voor biobased lijm en biobased plastics.

Kortom de papierindustrie is hard op weg om zijn milieubelasting drastisch terug te brengen en daarmee een voorbeeld voor veel andere energieintensieve industrieën.

BIODME, een schone oplossing voor veel problemen

biodmeHet vrachtverkeer is wereldwijd goed voor 20% van de uitstoot van broeikasgassen. Maar daarnaast produceert het vrachtverkeer ook een groot deel van de fijnstof en stikstofoxiden. Deze problemen kunnen bijna volledig worden opgelost door in plaats van diesel biodme te gebruiken. Daarvoor hoeft de dieselmotor niet gemodificeerd te worden. Biodme kan gemaakt worden van plastic, gft en agrarisch afval dus daarmee is er gelijk een ander probleem de wereld uit. Volvo heeft in Zweden een grote test lopen die zo succesvol is dat men het breed wil gaan uitrollen. Lees verder

Een huis van stro

In Nederland worden maar mondjesmaat huizen van stro gebouwd, terwijl strobalen de beste isolatie geven. Wanden bouwen van strobalen en afwerken met leem is een manier van milieuvriendelijk bouwen. Het creëert een comfortabel en gezond binnenklimaat. In Litouwen maakt het bedrijf Ecococon kant en klare stropanelen waardoor deze bouwwijze voor meer mensen beschikbaar komt.