Luxe woning geïnspireerd door vogel die vleugels uitslaat

zU-studio heeft plannen onthuld voor een nieuwe luxe woning in Costa Rica. Het project, dat de naam N2 Private House draagt, is geïnspireerd op de vogelpopulatie van het land. Het ontwerp oogt als een vogel die op het punt staat op te vliegen. N2 Private House bevindt zich op de top van een heuvel met uitzicht over een strand en zicht op het prachtige onderliggende landschap.

Op de begane grond bevat het huis de meeste gemeenschappelijke ruimtes. Hiertoe behoren een open woonkamer en keuken, evenals een grote binnenplaats die toegang biedt tot een nabijgelegen zwembad. Er zijn ook drie slaapkamers op de begane grond die allemaal uitkijken op de oceaan. De hele bovenverdieping wordt gebruikt voor twee grote slaapkamers en er is toegang tot dakterrassen.

Natuurlijk licht staat overal centraal en het gebouw wordt voorzien van royale beglazing, waaronder dakramen. Het zal ook zo worden ingericht dat natuurlijke ventilatie wordt gemaximaliseerd.

Met meer dan 80 verschillende soorten, is Costa Rica een van de meest interessante landen als het om vogels. Volgens de architect is het huis geïnspireerd op een lokale vogel die over de horizon uitkijkt. Het toont het moment waarop de vogel opstijgt door haar vleugels te bewegen. De eenvoudige en tegelijkertijd originele manier van bouwen past in deze bijzondere context. Het ontwerp straalt eenvoud en elegantie uit en oogt fris, zowel binnen als buiten het huis.

De bouw van de woning start naar verwachting in september.

De Albacopter: een kruising tussen een multicopter en een zweefvliegtuig

Urban Air Mobility (UAM) opent nieuwe mogelijkheden op het gebied van goederenvervoer. Als een deel van het stedelijk verkeer de lucht in gaat, biedt het daarnaast compleet nieuwe benaderingen met betrekking tot duurzame mobiliteitsoplossingen. In het Fraunhofer Albacopter Lighthouse Project houden zes Fraunhofer instituten zich bezig met de technische en sociale aspecten van UAM. Onder leiding van het Fraunhofer Institute for Transportation and Infrastructure Systems IVI ontwikkelden onderzoekers een vliegtuig dat op een bijzonder efficiënte manier zweeft – geïnspireerd door de albatros.

Voor UAM gelden strenge eisen voor vliegtuig- en systeemtechnologie, waaronder veilige, stille VTOL-systemen (vertical take-off and landing/verticaal opstijgen en landen) die ook zeer krachtige aandrijfprestaties kunnen leveren wanneer ze zweven.

De uitdagingen van stedelijk luchttransport

Elektrische multicopters bieden de voordelen van verticaal opstijgen en landen terwijl ze ook voldoen aan veiligheids- en milieucriteria. Hun bereik en laadvermogen zijn echter uiterst beperkt door hun lage efficiëntie en lage energieopslagdichtheid. Grotere vleugels zouden de energiebalans van de vliegtuigen aanzienlijk kunnen verbeteren doordat ze langere tijd kunnen zweven. Aan de andere kant zouden deze vleugels het opstijgen en landen in stedelijke gebieden bemoeilijken. Om UAM financieel levensvatbaar te maken zijn bovendien vliegtuigen die verticaal opstijgen en landen nodig die ook autonoom kunnen vliegen. Hiervoor zijn echter AI-gebaseerde besturingssystemen nodig, die verdere veiligheidsrisico’s met zich meebrengen.

Het is te verwachten dat de UAM in de toekomst diverse toepassingen zal hebben. Denk aan toepassingsscenario’s op het gebied van logistieke drones, luchttaxi’s, reddings- en bewakingsdrones of in landbouwtechnologie.

Het Fraunhofer Albacopter project

In 2021 startte Fraunhofer een project met als doel een vliegend platform te bouwen dat de wendbaarheid van een multicopter kan combineren met de efficiëntie van een zweefvliegtuig. “Met de Albacopter willen we een experimenteel vliegtuig ontwikkelen dat de wendbaarheid van een multicopter combineert met het vermogen van een albatros om lange afstanden te zweven met een minimaal gebruik van energie.” Dat zegt Prof. Matthias Klingner, projectmanager en directeur van Fraunhofer IVI. “Enkele uitzonderlijke kenmerken van dit experimentele zweefvliegtuig zijn onder andere drone-systemen en vrachtcontainers gemaakt van duurzame materialen. Daarnaast bevat het krachtige coaxiale voortstuwingssystemen, krachtige multi-sensor systemen voor het waarnemen van de omgeving en het monitoren van functionaliteiten, en veilige elektronische systemen, inclusief een AI-gebaseerde automatische piloot,” vervolgt hij. Het consortium heeft de complexiteit van dit drone-ontwerp aangepakt door de expertise van de deelnemende instituten te bundelen.

Materiaalkeuze

Het Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF ontwierp de structuur en aerodynamische componenten van de Albacopter. Voor de structuur ontwikkelde het Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT pultrusieprofielen. Dat wil zeggen vezelversterkte thermoplasten die werden geïntegreerd in de romparchitectuur van het ruimteframe. Net als de transportcontainers, die zijn gemaakt van biopolymeer hardschuim, is het mogelijk deze systeemcomponenten eenvoudig te recyclen.

Aandrijving Albacopter

“Het efficiënte aandrijvingsontwerp van de Albacopter is gebaseerd op snelle synchrone motoren met meertrapsoverbrenging en hoge vermogensdichtheid,” legt Prof. Frank Henning, directeur van Fraunhofer ICT, uit. Het instituut levert niet alleen de nieuwe voortstuwingstechnologie. Het levert ook een speciale voortstuwingstestopstelling om het testen van eVTOL-voortstuwingssystemen in de vermogensklassen tot 450 kW onder realistische omstandigheden te vergemakkelijken.

Batterijopslagsysteem

“Het ontwerp van het batterijopslagsysteem in Albacopter is gebaseerd op cyclusbestendige secundaire cellen die zeer omkeerbare laad- en ontlaadprocessen garanderen. We hebben gedetailleerd onderzoek gedaan naar de degradatie van de cellen en mogelijke faalmechanismen,” legt prof. Tobias Melz, directeur van Fraunhofer LBF, uit.

Geavanceerde sensoren en artificiële intelligentie

Robuuste, lichte multi-sensorsystemen met hoge prestaties worden gecombineerd met gevoelige single-photon LiDAR-detectoren. Deze detectoren ontwikkelde het Fraunhofer Institute for Microelectronic Circuits and Systems IMS. Hierdoor wordt 360-graden omgevingsbewaking mogelijk. “De semantische 3D-reconstructie van de omgeving wordt vervolgens uitgevoerd op basis van betrouwbare AI-systemen. In combinatie met intelligente trajectplanning maakt dit innovatieve functies mogelijk zoals autonoom (nood)landen, een van de belangrijkste veiligheidsfuncties van de Albacopter.” Dat zegt Henri Meeß, manager van de Highly Automated Flying-groep bij Fraunhofer IVI.

Totaalsysteem

Samen met een faalveilige RISC-V boordnetwerkarchitectuur, continue monitoring, stabiele 5G-communicatie en een redundante automatische piloot resulteert dit in een totaalsysteem. Een systeem dat voldoet aan de hoge betrouwbaarheidseisen van de UAM. Ondergeschikt aan de automatische piloot is het modelgebaseerde vluchtstandregelsysteem van het Fraunhofer Institute for Mechatronics Design IEM. Dit systeem vertoont stabiel regelgedrag, vooral in de kritieke overgangsfasen tussen zweven en zweefvliegen.

Autonoom vanaf het begin

De Albacopter is bedoeld als demonstratiemodel voor Fraunhofer-technologieën. Naar verwachting zal de vraag hiernaar de komende vijf tot acht jaar sterk toenemen in de snelgroeiende luchtvaart- en logistieke sectoren. Als VTOL-zweefvliegtuig zal de Albacopter beschikbaar zijn voor het testen van verschillende technologieën.

Validatie

De onderzoekers valideren hun ontwerp in meerdere fasen met behulp van geschikte vluchtmodellen, windtunnel experimenten, Iron Bird testopstellingen en systeemsimulaties op een digital win ontwikkeld door het Fraunhofer Institute for Optronics, System Technologies and Image Exploitation IOSB. Een schaalversie van de drone met een spanwijdte van 7 meter en een laadvermogen van ongeveer 25 kilogram zal in de herfst van 2023 worden gelanceerd, terwijl uitgebreide vliegtesten van de Albacopter worden verwacht voor begin 2024.

Bron en openingsfoto: De Albacopter – een kruising tussen een multicopter en een zweefvliegtuig (foto: Fraunhofer IVI)

Lees ook: Eerste blauwdruk ontwikkeld voor vrachtdrone

Zonnecellen geïntegreerd in motorkappen

De afgelopen jaren hebben sommige autofabrikanten al de eerste automodellen gepresenteerd met fotovoltaïsche panelen die in het dak zijn geïntegreerd. Het dak is het gemakkelijkste oppervlak om te gebruiken voor het opwekken van zonne-energie aan boord. Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE zijn nu een stap verder gegaan door ook in motorkappen zonnecellen te integreren.

Als onderdeel van twee door de overheid gefinancierde onderzoeksprojecten integreerden onderzoekers van het Fraunhofer ISE zonnecellen in de standaard metalen motorkap van een gewone personenauto. “We brachten de zonnecellen aan op het motorkappaneel van een populair automodel in Duitsland. We verbonden ze met elkaar en lamineerden ze met folie.” Dat zegt Dr. Martin Heinrich, coördinator voor PV-mobiliteit bij Fraunhofer ISE. “Om dit te bereiken optimaliseerden we het lamineerproces zorgvuldig. Dit was nodig om luchtzakken te minimaliseren en rimpeling van de foliemodule te voorkomen. Dit kan optreden door het gebogen oppervlak. Ook moesten we de algehele integriteit van de kapstructuur zien te behouden.”

Selectie zonnecellen

Om zo efficiënt mogelijk gebruik te maken van het beschikbare oppervlak op de kap, bouwde het Fraunhofer ISE-team hun prototypes met een selectie van IBC, PERC shingle en TOPCon shingle zonnecellen. In principe kan elke zonneceltechnologie worden gebruikt. Het lamineren van het oppervlak met folie resulteert in een gestructureerde oppervlaktestructuur. Het is mogelijk deze aan te passen aan de kleur van het voertuig met behulp van MorphoColor-technologie. “We hebben hiermee al een zeer goede esthetiek bereikt,” vervolgt Dr. Heinrich. “En we werken er momenteel aan om het uiterlijk van het oppervlak nog verder te verbeteren. Hiervoor zijn we actief op zoek naar projectpartners die geïnteresseerd zijn in gezamenlijke ontwikkeling.”

Gebogen vorm

Naast de gebogen vorm is het substraat in dit geval ook uniek voor de PV-module van de kap. Dit omdat het gemaakt is van plaatmetaal in plaats van een klassiek achteroppervlak van folie of glas. Dit bracht de wetenschappers ertoe om de kleefeigenschappen van verschillende materiaalcombinaties te onderzoeken.

Prototypes

Na het identificeren van geschikte materialen bouwde het onderzoeksteam prototypes met verschillende hoeveelheden zonnecellen en verschillende cel- en interconnectietechnologieën. Het team testte alle prototypes intensief in het laboratorium om de elektrische prestaties, betrouwbaarheid en duurzaamheid van de PV motorkapdemonstrators te garanderen. De motorkap met 115 watt vermogen bevat meer dan 120 PERC shingle zonnecellen en is afgewerkt in MorphoColor grijs.

Daken van voertuigen

“De technologie is ook toe te passen op de metalen daken van voertuigen. Het voordeel hiervan is dat ze veel lichter zijn dan fotovoltaïsche daken van glas.” Dat zegt Dr. Harry Wirth, directeur van de divisie Power Solutions bij Fraunhofer ISE. “Het uitbreiden van de technische mogelijkheden voor het integreren van fotovoltaïsche energie in voertuigschilden zal steeds meer klanten aanspreken. Er is hier nog veel potentieel om aan te boren.”

HighLite

De ontwikkeling van de PV-motorkap is onderdeel van het onderzoeksproject “HighLite”. Dit project is ondersteund door het Horizon 2020-programma van de Europese Unie, en het onderzoeksproject “3D – PV Modules with Contour for Integrated Photovoltaics”, ondersteund door het Duitse federale ministerie voor Economische Zaken en Klimaatactie (BMWK).

Openingsfoto: De 115-watt voertuigkap heeft meer dan 120 PERC shingle zonnecellen en is afgewerkt in MorphoColor grijs. (foto: Fraunhofer ISE)

Drijvend testplatform voor offshore zonne-energie bijna gereed

SeaVolt, een samenwerkingsverband tussen Tractebel, DEME en Jan De Nul is druk met de laatste voorbereidingen voor de installatie van het eerste drijvende testplatform voor zonne-energie op zee. Het platform bevindt zich momenteel in de haven van Oostende, België. Daar legt hoofdaannemer Equans de laatste hand aan de montage.

Het testplatform wordt de allereerste installatie in de Belgische Noordzee dat zich richt op de grootschalige ontwikkeling van zonne-energie op zee. Doel is het platform in augustus naar zee te brengen en te verankeren om er vervolgens minstens een jaar lang data te verzamelen.

Specifiek concept

SeaVolt ontwikkelde een specifiek concept op maat van de omstandigheden op volle zee. De omstandigheden en dus ook het concept zijn anders dan bestaande drijvende installaties voor zonne-energie op meren. Deze technologie is dankzij het modulaire ontwerp uiterst geschikt om geïnstalleerd te worden als aanvulling op windmolenparken op zee.

De zonnepanelen testen

De ‘proof-of-concept’-installatie zal cruciale data verzamelen. Denk daarbij aan data over de impact die golven, regen en zoutnevel kunnen hebben op verschillende zonnepanelen met uiteenlopende PV-paneelconfiguraties. Daarnaast zullen onderzoekers nauwgezet volgen wat de de impact is van golven en wind op de opgewekte energie. Met deze test willen de onderzoekers bepalen welk beschermingsniveau nodig is om de zonnepanelen te beschermen tegen onder meer zeewater en vogelpoep.

Het drijfmechanisme testen

Een nieuwe, lichte carbonfiber is gebruikt voor de testinstallatie. Het materiaal biedt naar verwachting voordelen op zee, maar het is nog niet vaak gebruikt in dit soort ruwe omstandigheden. Om dit te achterhalen zijn ingebedde optische vezels en sensoren verbonden met de structuur. Ze zullen evalueren of de structurele integriteit ( vibraties/moeheid) van het materiaal overeenstemt met de numerieke modellen en resultaten van de oceaangolftank en windtunneltesten. Aangezien de kostprijs bepaald wordt door de drijvende structuur en de zonnepanelen, zijn die metingen essentieel voor de verdere financiële evaluatie.

De ecologische impact van het testplatform

Naast de technische testen zal het testplatform rekening houden met de ecologische aspecten. Zo zal er een evaluatie gebeuren van verschillende materialen waarbij wordt gekeken naar de impact op de mariene omgeving. De testresultaten zullen bepalend zijn voor de materiaalkeuze voor verdere ontwikkeling. Enerzijds is het belangrijk om de aanhechting van overmatige mariene groei aan het drijvend mechanisme te minimaliseren. Hierdoor blijft het drijfvermogen behouden. Anderzijds is het belangrijk om de juiste plantensoorten aan te trekken en af te stoten voor een optimale interactie met het ecosysteem, zodat er een ‘kunstmatig rif’ ontstaat. Tot slot zal het team specifieke testen uitvoeren om de combinatie van de drijfsystemen met mosselgroei en oesterkweek te evalueren. Ook dat brengt weer specifieke uitdagingen met zich mee.

Drijvend laboratorium

Het drijvende offshore testplatform voor zonne-energie zal de eerste installatie in de Belgische Noordzee zijn die gericht is op de grootschalige ontwikkeling van offshore zonne-energie. Deze test omvat alle aspecten van de SeaVolt-technologie om een betrouwbare, kostenefficiënte en duurzame oplossing te ontwikkelen. Maar deze test omvat nog geen grote hoeveelheid pv-panelen. Daarom mag hij nog niet worden beschouwd als een volwaardig eerste prototype. Het is eerder een laboratorium dat kennis kan verzamelen en de technologische ontwikkeling verder kan bevorderen.

Verwachtingen

De verwachtingen voor deze nieuwe toepassing van zonne-energie zijn hoog. Offshore zonne-energie biedt een extra mogelijkheid om lokaal groene energie op te wekken. In combinatie met offshore windmolenparken past zonne-energie op zee binnen de strategie van multifunctionele zones en kan het gebruik van de bestaande elektrische infrastructuur erdoor geoptimaliseerd worden.

Volgende stappen voor SeaVolt

Intussen zet SeaVolt het ecologische en economische onderzoek voort. Dit doet het onder meer met de analyse van toekomstige LCOE-evoluties. Om verdere ontwikkeling te garanderen bereidt SeaVolt zich voor op een grootschalig demonstratieproject binnen een windmolenpark op zee. Op die manier kunnen de onderzoekers het potentieel van de integratie van drijvende zonnepanelen in een offshore windmolenpark verder evalueren. Bij positieve resultaten zal grootschalige offshore zonne-energie naar alle verwachtingen realiteit worden. In dat geval hoopt SeaVolt een aanzienlijk aandeel van deze nieuwe ontwikkeling in de reeds sterke Belgische offshore sector binnen te halen.

Bron: Tractebel Engie
Afbeelding van Pexels via Pixabay

Lees ook: Offshore Solar Platform wil 3 gigawattpiek aan zonne-energie opwekken in 2030

Autonome elektrische veerboot begint commerciële vaart in Stockholm

De Noorse rederij Torghatten AS zal later dit jaar de eerste commerciële autonome en elektrische passagiersveerboot ter wereld lanceren. Deze gaat regelmatige vaarten maken tussen eilanden in het centrum van Stockholm, Zweden.

De autonome technologie in het hart van de Zeam-veerboot wordt al een aantal jaar ontwikkeld door de Noorse Universiteit voor Wetenschap en Technologie in Trondheim, dat vorig jaar met succes een proefveerboot lanceerde als onderdeel van haar Autoferry project.

Digitale kapitein

De installatie wordt nu commercieel beschikbaar gesteld door spin-out bedrijf Zeabuz, waarvan Torghatten AS mede-eigenaar is. Het bestaat uit een radar en LiDAR om andere objecten op het water te volgen en te vermijden en infrarood- en visioncamera’s om de AI-gebaseerde “digitale kapitein” te helpen begrijpen wat er rondom de veerboot gebeurt. Daarnaast zijn er ultrasone sensoren om automatische aanmeermanoeuvres mogelijk te maken en GPS voor plaatsbepaling.

De autonome catamaranveerboot wordt gebouwd door Brødrene Aa en zal 12 x 5 meter zijn. Dat is voldoende ruimte om 25 passagiers (plus een half dozijn fietsen) te vervoeren tussen de eilanden Kungsholmen en Södermalm in Stockholm. Een accubank van 188 kWh, geleverd door ZEM, wordt opgeladen door een zonnepaneel van 7,7 kW bovenop en de aandrijving wordt geregeld door een elektromotor.

Verwacht wordt dat de Zeam-veerboot 15 uur per dag elke 15 minuten zal varen. Torghatten AS hoopt dat Stockholm de eerste van vele steden wordt die het initiatief overneemt.

Meer dan 90% van dit energie-efficiënte kantoor kan worden ontmanteld en hergebruikt

Het energiezuinige laboratorium- en kantoorgebouw Matrix One in Amsterdam is onlangs opgeleverd door MVRDV. Het gebouw is ontworpen op flexibiliteit en beschikt over een demontabele constructie. Hierdoor is meer dan 90% van de bouwmaterialen her te gebruiken.

Matrix One

Matrix One is het grootste van zeven gebouwen die samen het Matrix Innovation Center vormen in het Amsterdam Science Park. In het park werken wetenschappers en ondernemers samen aan duurzame oplossingen voor huidige en toekomstige problemen.

Het 13.000 vierkante meter tellende interieur is verdeeld over zes verdiepingen en biedt onderdak aan een mix van laboratoria en kantoren voor tech- en duurzaamheidsbedrijven zoals Qualcomm, Photanol en Skytree. Het is ook ontworpen als het sociale centrum van de omliggende campus en beschikt over een grote “sociale trap” met meerdere zitjes en tafels voor informele vergaderingen en koffiepauzes. Andere opmerkelijke ontwerpelementen voor het interieur zijn groene muren en een afwerking met zachte vilt om geluidsweerkaatsing te verminderen. Een ruim centraal atrium wordt natuurlijk verlicht met grote dakramen. Elders op de begane grond bevinden zich een restaurant, een bar en een auditorium met 100 zitplaatsen.

Demontabel bouw

MVRDV heeft kosten noch moeite gespaard om ervoor te zorgen dat Matrix One indien nodig opnieuw kan gedemonteerd en hergebruikt. Zo zijn schroeven en bouten om het gebouw aan elkaar te bevestigen makkelijk bereikbaar en zijn de luchtkanalen vrij gelaten voor onderhoud. Alle binnenwanden kunnen verplaatst of verwijderd worden, waardoor verschillende lay-outs mogelijk zijn naarmate de wensen veranderen. Cruciaal is het dat er een online materialendatabase is gebruikt om de ongeveer 120.000 gebouwonderdelen en hun (her)bruikbaarheid bij te houden voor toekomstig gebruik.

Matrix One bood MVRDV een uitstekende gelegenheid om een aantal CO₂-reductiestrategieën te testen. Het gebouw is momenteel state-of-the-art, maar dat begrip is ook aan verandering onderhevig. Daarom hebben MVRDV zowel de binnenruimtes als de bijbehorende technische installaties zo flexibel mogelijk gemaakt; kantoren kunnen eenvoudig worden omgebouwd tot laboratoria en vice versa, en laboratoria kunnen eenvoudig worden uitgebreid met nieuwe systemen om te voldoen aan veranderende standaarden. In de komende decennia, als het gebouw niet meer hypermodern is, zal het een bron worden om materialen uit te oogsten voor andere gebouwen.

Ontwikkeling proeffabriek polymeren uit CO2

De Nederlandse technologieleverancvier Avantium gaat samenwerken met SCG Chemicals Public Company Limited (“SCGC”), een geïntegreerde chemische speler in Azië. Samen zullen ze CO2-gebaseerde polymeren verder ontwikkelen en opschalen naar een proeffabriek met een indicatieve capaciteit van 10 ton per jaar.

Avantium is een voorloper in het ontwikkelen en commercialiseren van innovatieve technologieën voor de productie van chemicaliën en materialen op basis van duurzame koolstofgrondstoffen. Dat wil zeggen, koolstof uit planten of koolstof uit de lucht (CO2). Een van de innovatieve technologieplatforms van Avantium, Volta Technology genaamd, gebruikt elektrochemie om CO2 om te zetten in hoogwaardige producten en chemische bouwstenen, waaronder glycolzuur. Door glycolzuur te combineren met melkzuur kan Avantium polylactic-co-glycolic acid (PLGA) produceren. Dit is een koolstofnegatief polymeer met waardevolle eigenschappen. Het heeft een uitstekende barrière tegen zuurstof en vocht, heeft goede mechanische eigenschappen, is recyclebaar en is zowel thuis composteerbaar als in zee afbreekbaar. Dit maakt PLGA een duurzamer en kosteneffectiever alternatief voor bijvoorbeeld niet-afbreekbare polymeren op fossiele basis.

Opschalen naar proeffabriek

Sinds begin 2023 werken Avantium en SCGC samen om PLGA verder te evalueren. Daartoe heeft Avantium monsters van verschillende PLGA’s geproduceerd. Deze heeft SCGC vervolgens geëvalueerd in de Norner AS faciliteit van SCGC. De twee partijen zijn nu overeengekomen om de volgende stap in hun samenwerking te zetten. Dit doen ze door een Joint Development Agreement te ondertekenen. Onder deze overeenkomst willen Avantium en SCGC PLGA verder evalueren om vervolgens in de komende twee jaar de productie van glycolzuurmonomeer en PLGA-polyester op te schalen naar een proeffabriek.

Minder uitstoot van CO2

Dr. Suracha Udomsak is Chief Innovation Officer en Executive Vice President bij SCGC. Hij licht toe: “SCGC wil de uitstoot van broeikasgassen met 20% verminderen in 2030. Om dit te bereiken kijken we niet alleen naar recycling en het verminderen van het plasticgebruik. We investeren ook in innovatieve duurzame oplossingen. De afgelopen maanden heeft SCGC PLGA-monsters beoordeeld. We zijn onder de indruk van de duurzaamheid en prestatiekenmerken van dit innovatieve materiaal. We kijken uit naar de samenwerking met Avantium in de komende jaren.”

Naar de volgende commercialisatiefase

“We zijn verheugd dat we dit partnerschap zijn aangegaan met SCGC. Het is een partner die begrijpt dat innovatie en doortastend optreden de sleutel is tot een blijvende positieve impact voor een duurzame toekomst. Onder deze samenwerking kunnen we de veelbelovende koolstofnegatieve kunststof PLGA verder ontwikkelen en dit materiaal naar de volgende commercialisatiefase brengen. Zowel Avantium als SCGC zouden ook andere strategische en complementaire partners verwelkomen om deel te nemen aan deze samenwerking”, zegt Tom van Aken, CEO van Avantium.

YXY-Technologie

Avantium heeft als technologieontwikkelingsbedrijf al een aantal mijlpalen bereikt. De meest geavanceerde technologie van het bedrijf is de YXY-Technologie die suikers op
plantaardige basis katalytisch omzet in FDCA (furaandicarbonzuur), de belangrijkste bouwsteen voor
de duurzame kunststof PEF (polyethyleenfuraanoaat). Avantium heeft de YXY Technologie met
succes gedemonstreerd in zijn proeffabriek in Geleen, Nederland, en is begonnen met de bouw van
’s werelds eerste commerciële fabriek voor FDCA in 2022, met geplande grootschalige productie van
PEF in 2024. Onder meer frisdrankenportfolio AmBev zal PEF afnemen van Avantium.

Demonstratiefabriek Delfzijl

Nog een bijzondere technologie van Avantium is Ray Technology. Het zet industriële suikers katalytisch om in plantaardig MEG (mono-ethyleenglycol) en plantaardig MPG (monopropyleenglycol): plantMEG en plantMPG. Avantium is haar Ray Technology aan het opschalen en de demonstratiefabriek in Delfzijl, Nederland is in november 2019 geopend.

R&D-oplossingen

Avantium biedt ook R&D oplossingen op het gebied van duurzame chemie en is leverancier van geavanceerde katalysator testtechnologie en diensten om katalysator R&D te versnellen. Het bedrijf werkt samen met gelijkgestemde bedrijven over de hele wereld om revolutionaire duurzame chemische oplossingen te creëren, van uitvinding tot commerciële schaal.

Foto: Avantium

Beschadigde cacaobonen voor cosmetische producten

Cacao is een belangrijk onderdeel van de Braziliaanse landbouw. De cacaovrucht is echter gevoelig voor schimmelziekten. Daar willen de universiteit van Campinas, Brazilië en onderzoekers van het Fraunhofer-instituut voor procestechniek en verpakking (IVV) samen wat aan doen. In het project “Damaged Beans” willen ze nieuwe manieren vinden om de beschadigde cacaovruchten te gebruiken. Vooral voor de productie van cosmetica zouden de door schimmels aangetaste cacaobonen een waardevolle grondstof kunnen vormen.

Een belangrijke pijler van de economie in Midden- en Zuid-Amerika is de cacaoteelt. Die wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van chocolade. Cacaobonen hebben echter ernstig te lijden onder de gevolgen van de schimmelziekten. Een epidemische verspreiding in de jaren negentig leidde tot een drastische ineenstorting van de cacaoproductie in Brazilië. Ondanks alle inspanningen slaagt men er nog steeds niet in de ziekten te bestrijden. In de chocoladeproductie is het weggooien van beschadigde cacaovruchten de enige optie.

Damaged beans

Hier komt het CORNET-project “Damaged beans” om de hoek kijken. Het is de bedoeling recyclingroutes voor zieke cacaobonen uit te stippelen. De beschadigde cacaovruchten zijn mogelijk te gebruiken voor de productie van cosmeticaproducten, smeermiddelen en reinigingsmiddelen. In het project Damaged Beans werkt het Fraunhofer IVV in Freising daarom samen met de Universiteit van Campinas. Ze werken aan de ontwikkeling van specifieke methoden om verschillende schimmelinfecties op te sporen en te classificeren. Daarna willen ze nieuwe toepassingen vinden voor cacaobonen van lage kwaliteit.

Cacaowaardeketen

Deze aanpak heeft het potentieel om de hele cacaowaardeketen te optimaliseren. De boeren zullen een groter deel van hun oogst op de markt kunnen brengen. Het federale ministerie van Economische Zaken en Klimaatbescherming (BMWK) financiert het project. Fraunhofer zorgt voor de coördinatie terwijl een consortium van 19 industriële partners het project ondersteunt.

Smeltgedrag

“Cacaopoeder en cacaoboter worden geproduceerd uit cacaobonen. Cacaoboter heeft een ander smeltgedrag als gevolg van chemische veranderingen veroorzaakt door de schimmelziekten ‘heksenbezem’ en ‘black pod disease’. Het is daarom zachter bij kamertemperatuur/lichaamstemperatuur. Dit kan voordelig zijn voor cosmetische toepassingen. Vooral voor vethoudende natuurlijke cosmetica zoals lippenstift, bodylotions en crèmes,” legt Dominic Wimmer uit. Hij is onderzoeksmedewerker en projectleider bij het Fraunhofer IVV.

Cacaoboter kan acrylaten vervangen

Een gewijzigde samenstelling van aminozuren en eiwitten verhoogt de gelerende en verdikkende eigenschappen. Dit zou van de ingrediënten van beschadigde cacaobonen een ideaal substituut kunnen maken voor de acrylaten. Acrylaten worden in conventionele cosmetica gebruikt als geleer- of verdikkingsmiddelen. Ze kunnen echter allergieën op de huid veroorzaken.

Duurzaamheid in de procesketen

De onderzoekers willen de door schimmels aangetaste cacaobonen openstellen voor gebruik buiten de voedingsindustrie. De universiteit van Campinas ontwikkelt daarvoor eerst onderzoeksmethoden op basis van near-infrared spectroscopie (NIR). Hiermee kunnen onderzoekers de mate van aantasting en de fysisch-chemische kwaliteit van de door schimmels aangetaste cacaobonen bepalen.

Cascade-extractieproces

Vervolgens zet het Fraunhofer IVV een meerfasig cascade-extractieproces op. Dit is nodig om na vetafscheiding cacaoboter, eiwitten en secundaire plantaardige stoffen (SPS) zoals polyfenolen te extraheren voor toepassingen in de cosmetische en chemische industrie. Tijdens dit proces worden eiwitten en fytochemicaliën geëxtraheerd met behulp van een reeks oplosmiddelen. “Schimmelziekten zorgen ervoor dat de samenstelling en de eigenschappen van de eiwitten en fytochemicaliën veranderen. Maar ondanks hun afwijkende structuur zijn ze – net als cacaoboter – geschikt voor technische toepassingen zoals biogebaseerde schoonmaakmiddelen, ontsmettingsmiddelen en smeermiddelen. Ze bieden de mogelijkheid om grondstoffen op basis van minerale oliën te vervangen door natuurlijke ingrediënten, die een duurzaam alternatief vormen”, aldus de onderzoeker.

Complexe processen

Om de waardevolle ingrediënten van de cacaobonen te verkrijgen zijn soms complexe processen nodig. Daarom onderzoeken Wimmer en zijn team in hoeverre tijd- en energie-intensieve fermentatie- en droogprocessen of roosteren in het extractieproces achterwege kunnen blijven als het eindproduct niet in levensmiddelen wordt gebruikt.

Organische oplosmiddelen

Bovendien wil het onderzoeksteam de cacaoboter niet extraheren door deze in een vetpers te persen, maar met behulp van organische oplosmiddelen zoals ethanol en superkritisch CO2 – een bijzonder zachte methode. Om eiwitten en secundaire plantaardige stoffen te extraheren worden de vaste bestanddelen behandeld met waterige extracties. Door de druk en de temperatuur te variëren, kan de oplosbaarheid worden aangepast aan de gewenste secundaire plantenbestanddelen en eiwitten, waardoor een specifieke extractie wordt bereikt.

Kleine landbouwbedrijven

“Door ons cascade-extractieproces kunnen beschadigde bonen verder worden verwerkt. Voor de betrokken landbouwbedrijven openen zich nieuwe kanalen voor toegevoegde waarde met een groot financieel potentieel. Wereldwijd zijn 40 tot 50 miljoen mensen werkzaam in de cacaoproductie, waarvan 80 tot 90 procent op kleine boerderijen”, somt Wimmer op. “Bovendien beschikt de chocolade-industrie hierdoor over meer zuivere grondstoffen die geschikt zijn voor levensmiddelen”.

Foto: Nieuwe recyclingroutes moeten beschadigde cacaovruchten bruikbaar maken voor de productie van cosmetica, maar ook voor smeermiddelen en reinigingsmiddelen (foto: Fraunhofer IVV)
Fraunhofer doet onderzoek op diverse gebieden. Lees bijvoorbeeld ook het volgende artikel: Uiterst gevoelige robotgrijper: pneumatiek is niet nodig

Verwarming van huizen via ijzerpoeder

RIFT is een spin-off die is ontstaan uit studententeam SOLID van de TU/e. Het verwarmde vijfhonderd huizen in Helmond via de zogeheten Iron Fuel Technology. Daarbij wekt een warmteboiler warmte op via de verbranding van ijzerpoeder. Op deze manier kwam er geen CO2 vrij wanneer de bewoners van de huizen de verwarming aanzetten of in de douche stapten.

CEO Mark Verhagen spreekt van een enorme mijlpaal. De test om huizen te verwarmen via ijzerpoeder duurde in totaal 40 uur. In die tijd is 5 ton minder CO2 en 66 procent minder stikstof uitgestoten dan normaal het geval is. De technologie van RIFT was via het warmtenet van energieleverancier Ennatuurlijk aangesloten op de woningen in Helmond.

Stap in de goede richting

“Ons doel is om de CO2-uitstoot vanaf 2050 met 1 gigaton per jaar te reduceren”, legt Verhagen uit. “Dat komt overeen met zeven keer de hoeveelheid die Nederland nu op jaarbasis uitstoot. Met dit succes zetten we een stap in de goede richting.” Dat zegt de CEO die denkt dat uiteindelijk vooral de energie-intensieve industrieën van deze technologie kunnen profiteren. “Die zijn nu verantwoordelijk voor minstens 40 procent van de CO2-uitstoot in Nederland.”

Verbranden van ijzerpoeder

RIFT verhit water voor het warmtenet door ijzerpoeder te verbranden. Daardoor ontstaat een enorme vlam. Deze vlam verwarmt een grote boiler. Hier komen geen broeikasgassen bij vrij. Het enige restproduct is roest en dat kan weer opnieuw worden omgezet in ijzerpoeder. Huishoudens merken niets van dit proces: heet water is heet water, onafhankelijk van hoe dit verwarmd is.

Geen nieuw idee

Het idee om ijzer als brandstof te gebruiken, is niet nieuw, maar vanwege de brede acceptatie van het gebruik van fossiele brandstoffen werd er lang geen stimulans gevoeld om deze technologie verder te ontwikkelen. Het concept kwam in 2015 pas echt van de grond toen professor Philip de Goey een onderzoeksprogramma startte aan de TU/e met drie van zijn studenten. Hieruit is studententeam SOLID voortgekomen, en van daaruit is RIFT ontstaan.

Bron: TU/e ; Openingsfoto: RIFT wekt warmte op via de verbranding van ijzerpoeder (foto: Krols Media)
Foto 2: de productie van ijzerpoeder (foto: Krols Media)

Energiebesparing: Nederlandse industrie balanceert tussen succes en frustratie

Bijna geen enkel andere thema is sinds het afgelopen najaar vaker onderwerp van gesprek geweest: energiebesparing. Nederlandse bedrijven in de industriële sector investeren veel. Maar ze zien zichzelf ook onder grote druk staan, zo blijkt uit onderzoek.

Het kabinet heeft onlangs besloten dat vanaf 2026 de warmtepomp de norm wordt voor het verwarmen van woningen, winkels, scholen en kantoren. Tegelijkertijd ontstonden zorgen toen de eerste bedrijven moesten sluiten als gevolg van de enorm gestegen energiekosten. De eerste winter waarin energiebesparing centraal stond, is inmiddels voorbij. Reichelt elektronik vroeg 250 Nederlandse industriële ondernemingen naar hun visie op energiebesparing, waar de grootste zorgen voor de toekomst liggen en hoe gemotiveerd zij zijn om verdere investeringen te doen.

Maatregelen

Energiebesparing is een onderwerp waar bedrijven mee bezig zijn, zo blijkt uit het onderzoek. 61 procent van de ondervraagden liet weten vorig jaar op dit gebied te hebben geïnvesteerd. Nog eens 30 procent is dit jaar van plan investeringen te doen. Er zijn al snelle en minder complexe maatregelen genomen. Denk daarbij aan het vervangen van conventionele lampen door ledlampen (41%). Ook het verlagen van de kamer/kantoortemperatuur (39%) is een vaak genoemde maatregel. Net als de aankoop van nieuwe machines of systemen met een lager energieverbruik (37%).

Nieuwe technologieën

Daarnaast zijn bedrijven vooral geïnteresseerd in het investeren in nieuwe technologieën. Ongeveer vier vijfde (79%) is begonnen met investeren of is van plan dit jaar te investeren in de bouw van een zonnestroomsysteem. Ongeveer zes van de tien bedrijven (62%) richt zich op de vervanging van een oude gas- of olieverwarmingsinstallatie door een alternatief verwarmingssysteem zoals een warmtepomp. Of ze richten zich op het gebruik van slimme technologie of andere controlesystemen om het energieverbruik van machines te verminderen (62%).

Successen

Bedrijven behaalden door hun genomen maatregelen al tastbare successen. Twee derde van hen (66%) kon afgelopen winter tussen de elf en zestig procent energie besparen. 14 procent wist zelfs een besparing van eenenzestig tot honderd procent te realiseren.

Uitdagingen

Toch zijn er ook nadelen en uitdagingen. De meeste bedrijven die geen investeringen deden of hebben gepland, willen wachten tot er betere of goedkopere technologie beschikbaar is (53%). Daarnaast hebben ze vaak meer tijd nodig om beslissingen te nemen (42%). Bij 21% is er te weinig begrip op managementniveau voor het belang of de urgentie van de investeringen.

Prijskaartje

De grootste belemmering voor energiebesparing is echter het prijskaartje. Een derde (33%) van de bedrijven vindt dat de technologie of de installatie ervan te duur is. Daarna komen de klachten over de onzekerheid. Bijna een derde (31%) van de bedrijven weet niet goed welke technologie op lange termijn de overhand zal krijgen. Op de derde plaats (27%) staat de voortdurend veranderende regelgeving.

Regelgeving rond energiebesparing

Deze cijfers betekenen niet dat Nederlandse bedrijven regelgeving of wettelijke maatregelen overbodig of slecht vinden. 76 procent is tevreden met zowel de bestaande als de goedgekeurde regelgeving voor bedrijven op het gebied van energieverbruik. Bovendien nemen zij maatregelen niet alleen omdat ze daartoe verplicht zijn, maar ook uit overtuiging. 87 procent vindt milieubescherming belangrijk voor hun bedrijf om een bijdrage te leveren aan de maatschappij.

Frustratie, energiebesparingsmoeheid en angst

Al met al lijken de meeste Nederlandse industriële bedrijven (79%) tevreden met hun maatregelen. Anderzijds zijn er ook frustraties en vermoeidheid. Ongeveer een derde (32%) is gefrustreerd door de hoge energiekosten. Een kwart (25%) vindt dat hun bedrijf nog steeds te weinig doet. Bij bijna een kwart van de bedrijven (23%) leveren de energiebesparende maatregelen volgens de respondenten niet de gewenste resultaten op.

Afnemende belangstelling

Bovendien lijkt energiebesparingsmoeheid bij industriële bedrijven zichtbaar te worden. Zo wordt het onderwerp minder besproken in belangrijke meetings (35%). Bij andere bedrijven gaan werknemers weer onzorgvuldiger om met energiebesparende regels (31%), worden projecten die zijn gestart niet afgerond (31%) of worden er minder investeringen gedaan (26%).

Concurrentievermogen

Deze frustratie is vooral toe te schrijven aan de uitzichtloze situatie waarin veel bedrijven zich als gevolg van de hoge energieprijzen bevinden. 64 procent zegt dat hun concurrentievermogen wordt aangetast als de energieprijzen zo hoog blijven. Erger nog, ongeveer de helft van de bedrijven (48%) zal niet langer winstgevend zijn als de prijzen zo hoog blijven, aldus de enquête. Daarom wil 44% van de respondenten gunstigere energieprijzen voor bedrijven. Ongeveer evenveel respondenten (43%) zouden het ook toejuichen als subsidies gemakkelijker zijn aan te vragen en minder bureaucratie vergen. En ze zouden ook meer openheid en bevordering van nieuwe energiebesparende oplossingen en technologieën waarderen (43%).

Emigratie

Ondanks alle investeringen om energie te besparen, hebben veel bedrijven geen andere keuze dan hun activiteiten naar het buitenland te verplaatsen. 46 procent van de ondervraagden verplaatst momenteel energie-intensieve processen geheel of gedeeltelijk naar het buitenland – of heeft deze stap al genomen. Nog eens 29 procent is van plan deze stap te zetten.

Lees ook: Kabinet wil industrie versneld verduurzamen
Foto: annca via Pixabay

Provincie investeert 1,5 miljoen euro in ’slimme oplossingen’ om elektriciteitsnet te ontlasten

Bedrijven die gezamenlijk stroom willen delen op een bedrijventerrein of agrariërs die overtollige zonnestroom willen opslaan in een batterij kunnen daarvoor subsidie krijgen van de provincie Noord-Holland. Dat geldt ook voor bewonerscollectieven die samen energie willen opslaan of voor andere slimme oplossingen die het elektriciteitsnetwerk ontlasten. De provincie investeert ook in 2023 in totaal 1,5 miljoen euro in een subsidie die deze oplossingen mogelijk maakt.

Dit is de tweede openstelling van de subsidie oplossingen bij netcongestie (SON) om het elektriciteitsnet te ontlasten. De regeling werd in 2022 binnen 10 dagen overschreven. De grote belangstelling maakt duidelijk dat de subsidieregeling in een behoefte voorziet en bedrijven hiermee aan de slag willen.

Vraag naar energie

De vraag naar elektriciteit groeit hard. Steeds meer huizen schakelen over op warmtepompen. Het aantal elektrische auto’s groeit en bedrijven elektrificeren om te verduurzamen. Ook wordt er op steeds meer plekken lokaal energie opgewekt door zonne- en windparken. Op verschillende plekken in de provincie heeft het elektriciteitsnetwerk daardoor zijn maximale capaciteit bereikt. De provincie doet er samen met de netbeheerders en gemeenten alles aan om ervoor te zorgen dat het elektriciteitsnetwerk in Noord-Holland optimaal blijft functioneren.

Energieoplossingen

Er zijn uiteenlopende alternatieve oplossingen die efficiënt of beperkt gebruik maken van het elektriciteitsnet. Dergelijke slimme energieoplossingen zijn in veel gevallen sneller te realiseren dan netuitbreidingen. Soms zijn het tijdelijke oplossingen, totdat de uitbreidingen van het elektriciteitsnetwerk klaar zijn. Vaak zijn het ook duurzame oplossingen voor de toekomst.

Haalbaarheid en realisatie

De subsidie kan worden gebruikt om een haalbaarheidsstudie uit te voeren en voor het daadwerkelijk realiseren van oplossingen. Per samenwerkingsverband is maximaal 250.000 euro beschikbaar voor een collectieve oplossing, individuele partijen komen in aanmerking voor een tegemoetkoming van maximaal 75.000 euro. Van 23 mei tot en met 30 november 2023 kan de subsidie aangevraagd worden via het subsidieloket van de provincie.

Lees ook: Giga Storage bouwt grootschalige energieopslag

Ruim 160 jaar na datum is Louis Pasteur ingehaald

161 jaar nadat Louis Pasteur voor het eerste pasteurisatie uitvoerde op 20 april 1862 breidt het Deense bedrijf Lyras A/S zijn raslysatie-technologie uit in Nederland. Het bedrijf biedt met deze technologie een alternatief voor energieslurpende pasteurisatie. UV-licht doodt schadelijke bacteriën.

Sinds de uitvinding van Louis Pasteur is pasteurisatie dé methode in de zuivel- en voedselindustrie om bacteriën in bederfelijke voedselproducten te doden door het voedsel kortstondig te verhitten. Het is daarbij noodzakelijk om tenminste 15 seconden tot 72 graden celsius te verhitten. Hierdoor neemt het aantal microben in bijvoorbeeld zuivel af en blijft tegelijkertijd de smaak en structuur behouden.

Nieuwe technologie

Het Deense bedrijf Lyras A/S maakt gebruik van een nieuwe technologie: raslysatie die gebruikmaakt van UV-licht. Het UV-licht doodt schadelijke bacteriën in bijvoorbeeld zuivel. Hierbij is slechts een tiende van de energie en een derde van het waterverbruik nodig in vergelijking met traditionele pasteurisatie. Raslysatie is ook toepasbaar op sap, wijn en bier, en betekent een revolutie binnen de productie van vloeibare voedingsmiddelen. Ondoorzichtige vloeistoffen worden langs uv-licht geleid, dat alle bacteriën effectief uitschakelt.

Minder waterverbruik

Met de technologie van Lyras besparen voedselproducenten, zoals zuivelbedrijven, ook 60 tot 80 procent op het waterverbruik in vergelijking met pasteurisatie. Het lastige reinigen van leidingen en tanks is niet langer aan de orde. Raslysatie kan worden toegepast op zuivelproducten zoals wei, pekel, sap en vele andere vloeibare voedingsmiddelen. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij Arla Foods Kruså . Verpakkingsmanager Vagn Clausen legt uit: “Arla Foods Kruså behaalt zowel ecologische als economische voordelen door het microfiltratiesysteem te vervangen door een UV-systeem van Lyras. Afval en energieverbruik worden verminderd, terwijl reiniging en bediening eenvoudiger en goedkoper worden.”

Razendsnelle groei

Het Deense Lyras A/S groeit razendsnel sinds de verkoop van de eerste energiebesparende pasteurisatieapparatuur aan Denemarken, Zweden, de Verenigde Staten, Australië en Spanje, en nu dus ook in Nederland.

Awards

De technologie heeft al meerdere awards gewonnen, en stond onder meer in de top 25 van de Green Challenge van de Postcode Lotterij. De ambities van Lyras zijn niet beperkt tot alleen een positief rendement. “Het is onze ambitie om een wezenlijk verschil te maken en een aanzienlijke CO2-reductie te creëren”, aldus Rasmus Mortensen. “Wij slagen pas als in de CSR-rapporten van de voedingsmiddelenindustrie te lezen is dat het energie-, water- en chemicaliënverbruik dramatisch is teruggebracht dankzij onze technologie. En hoe meer wij groeien, hoe groener de transitie wordt die wij creëren.”

Foto: Lyras