Onderzoekers van het lectoraat Innovative Testing in Life Sciences & Chemistry buigen zich over een geschikt biovergistingsproces voor kleine bedrijven en particulieren in de gebouwde omgeving. Ook wordt onderzocht hoe bioplastics slim kunnen worden verwerkt in biovergisters. Met veilige, efficiënte en betaalbare vergisters kunnen kleine bedrijven en particulieren energie opwekken op basis van eigen organisch afval. Het onderzoek gebeurt in samenwerking met studenten van verschillende opleidingen, het USP-Innovatielab Life Sciences en Chemie en de startup CIRC die zelfsturende biovergisters ontwikkelt. De onderzoekers ontvangen een KIEM GoChem-subsidie van Regieorgaan SIA.
In een biovergistingsproces wordt organisch afval in een verwarmde, luchtdichte tank omgezet in biogas. Dat gas kan onder meer worden gebruikt bij de productie van warmte. “Het doel van ons onderzoek is om biovergisting geschikt te maken voor kleine ondernemers en particulieren in de gebouwde omgeving, zodat zij energie kunnen opwekken op basis van eigen organisch afval”, vertelt lector Raymond Pieters. Spencer Schols, co-founder en CEO van CIRC: “Als Circ zijn we trots op onze technologie. Het is heel mooi dat we nu gezamenlijk kunnen onderzoeken hoe we die verder kunnen optimaliseren en zo de energietransitie kunnen versnellen.”
In bestaande kleinschalige vergisters wordt het vergistingsproces aangejaagd met behulp van koemest, maar dat proces neemt minstens drie weken in beslag. Alternatieve aanjagers uit bijvoorbeeld GFT-installaties zijn alleen afneembaar in grote hoeveelheden en daarmee niet geschikt voor kleine biovergisters. De onderzoekers zoeken naar geschikte alternatieven waarmee het vergistingsproces in maximaal twee dagen tijd kan worden opgestart. Omdat bij biovergisting een vervelende geur kan vrijkomen, wordt ook onderzocht hoe bestaande biovergisters geurloos kunnen worden gemaakt.
Stabiele en slimme vergisters
Voor kleinschalige biovergisters is de toevoer van organisch afval vaak nog te instabiel. Dat ligt aan variaties in beschikbare hoeveelheden, blootstellingstijd in de vergister en verschillende soorten organisch afval. Tevéél of hoogcalorisch en energierijk afval kan voor verzuring van het vergistingsproces zorgen. Dat heeft een negatief effect op de productie van biogas. “We onderzoeken hoe we kleinschalige vergisters daartegen kunnen beschermen, rekening houdend met de dagelijkse praktijk van potentiele eindgebruikers”, vertelt Raymond Pieters.
De onderzoekers maken daarbij ook gebruik van door CIRC ontwikkelde artificial intelligence (AI). Met slimme sensoren in de vergister wordt data verzameld over de pH-waarde, temperatuur, voedingspatronen, gasproductie en gaskwaliteit. Op basis van die data wordt het biochemische proces geoptimaliseerd, van invoer van organisch afval tot uitgave van biogas.
Vergisting van bioplastics
Tenslotte wordt onderzocht wat er nodig is om óók bioplastics goed te kunnen verwerken in kleine vergisters. Uit eerder onderzoek is gebleken dat wegwerpbestek en verpakkingen op basis van composteerbare materialen kunnen worden gebruikt in biovergisters, mits ze chemisch worden voorbewerkt. Voorbewerkte bioplastics kunnen de productie van een biovergister in potentie zelfs extra stimuleren. Daarom wordt nader onderzocht hoe bioplastics sneller en efficiënter kunnen worden voorbewerkt zodat ze kunnen worden gebruikt in kleine vergisters, zoals die van CIRC. Zo kunnen ook bioplastics in de toekomst wellicht succesvol worden verwerkt tot biogas.
Organische afvalstromen als energiebron
Een bijkomend voordeel van kleinschalige vergisters is dat GFT-afval niet meer hoeft worden opgehaald. Daarmee wordt bespaard op kosten en schadelijke uitstoot van transport. Een prototype op Sportcentrum Papendal zet dagelijks 50 kilogram organisch afval om in 50 liter plantenvoeding en 15 m3 (1 bar) biogas. Circ verwacht dat er in 2025 zo’n 400 kleinschalige biovergisters in gebruik kunnen zijn. Dat zou in totaal ruim 2.500 ton aan CO2-reductie opleveren, te vergelijken met het jaarlijkse verbruik van zo’n 1.000 personenauto’s.
“Het geschikt maken van de vergister voor particulieren en kleine ondernemers is een uitdaging die we graag aan gaan”, aldus Jenny Cadée, projectmanager bij het Innovatielab. “Ervaren docent-onderzoekers en enthousiaste studenten van verschillende studierichtingen (Life Sciences, Chemische Technologie, ICT en Technische Bedrijfskunde) zijn betrokken bij dit project. Voor studenten een unieke kans om ervaring op te doen met multidisciplinair werken binnen een dynamische en innovatieve start-up. Door ervoor te zorgen dat organische afvalstromen en bioplastics op kleine schaal kunnen worden gebruikt als geschikte energiebron, leveren we gezamenlijk een aanzienlijke bijdrage aan de transitie naar een circulaire economie.”
KIEM GoChem-subsidies zijn bedoeld om innovatie in de chemie- en chemieverwerkende sector aan te jagen door samenwerking tussen hogescholen, het mkb en de publieke sector te stimuleren.
Bron: Hogeschool Utrecht
