©Pexels
Author profile picture

Dr. Yvonne van Lith – docent-onderzoeker bij lectoraat Solar Fuels en lectoraat Circulaire Transities van Fontys Hogescholen

De energietransitie is hard nodig om de klimaatdoelen van 2050 te halen. Voor de productie van zonnepanelen, windmolens, batterijen en groene waterstof zijn grondstoffen nodig, die vaak schaars of zeldzaam zijn. Een grondstoffenschaarste zou de energietransitie kunnen afremmen, berekende TNO onlangs. De circulaire transitie is daarom essentieel voor het slagen van de energietransitie.

Waterstof is belangrijk als energiedrager in de energietransitie. Het overschot van elektriciteit uit wind- en zonneparken kan met een elektrolyzer omgezet worden naar zogenaamde groene waterstof. Voor elektrolyzers is onder andere de schaarse grondstof iridium nodig. Groene waterstof kan in een brandstofcel omgezet worden naar elektriciteit en gebruikt worden als er een grotere vraag is. Of op plekken waar het elektriciteitsnet te licht is om grote hoeveelheden groene stroom te transporteren. Het blijkt echter dat, als de EU de doelstellingen voor de productie van groene waterstof wil behalen, er méér van het toch al schaarse iridium nodig is dan er wereldwijd gemijnd wordt. De EU-doelstellingen kunnen op deze manier niet behaald worden.

Schaarse grondstoffen vervangen door andere

Om te zorgen dat waterstofproductie met elektrolyzers toch succesvol kan worden, doet Fontys Hogescholen samen met de onderzoeksinstituten DIFFER, Syngaschem, en met DoMicro en Nouryon onderzoek naar elektrolyzer setups. Onderzocht wordt of het schaarse iridium en platinum in de elektroden vervangen kan worden door betaalbare en beter beschikbare alternatieven. Denk aan het meer voorkomende nikkel. Uiteindelijk is het doel om groene waterstofproductie in een elektrolyzer competitief te maken voor de markt. Nu is grijze waterstof, geproduceerd uit fossiele brandstoffen, nog goedkoper.

Meld je aan voor IO op Telegram!

Elke dag om 20 uur exact één innovatief verhaal op je smartphone? Dat kan! Meld je aan voor onze Telegram-service en blijf op de hoogte van de laatste innovaties!

Meld je aan!

Toekomstbestendige zonnepanelen

Ook bij zonnepanelen zijn veel mogelijkheden om ze te verduurzamen en circulair te maken. Zo doet Fontys onderzoek naar de verduurzaming van de zonnepanelenketen. Van productie tot recycling van panelen, onderconstructie en omvormers. En hoe de kosten en baten eerlijk verdeeld kunnen worden. Zo krijgen meer mensen toegang tot duurzame energie en wordt de verdeling van de baten in de regio gehouden. Er liggen kansen voor het verlengen van de gebruiksfase van de zonnepanelen, door reparatie en refurbishment. En er zijn kansen voor hergebruik in de vorm van andere toepassingen, voordat de panelen gerecycled worden en de kritieke materialen teruggewonnen kunnen worden.

Tijdelijke opslagplaatsen van grondstoffen

Eigenlijk zouden we al onze apparaten en producten moeten zien als tijdelijke opslagplaats voor grondstoffen. Grondstoffen die zoveel mogelijk steeds opnieuw gevormd worden. De grondstoffen die niet bijgroeien of niet oneindig voorhanden zijn en steeds schaarser worden, zouden we als het ware moeten lenen van de aarde. Na gebruik kunnen we ze dan weer terugwinnen uit de producten en apparaten om ze “in the loop” te houden en opnieuw in te zetten in de productie. Temeer omdat bij de winning van grondstoffen ook geopolitieke, sociaal-maatschappelijke kwesties komen kijken. Nn, niet te vergeten, een hoge milieudruk in de vorm van vervuiling van het ecosysteem.

Vanuit het oogpunt van een circulaire economie zouden we moeten kijken naar een langere gebruiksduur van bijvoorbeeld LCD- en touchscreenschermen waarin iridium wordt gebruikt. Door deze schermen een tweede leven te geven (tweedehands apparaten), door reparatie en refurbishment. Met recycling aan het einde van de gebruiksfase die bij voorkeur 100% grondstoffen terugwint, kan bijgedragen worden aan een oplossing voor grondstofschaarste. We moeten manieren vinden om grondstoffen terug te winnen, te “mijnen”, uit onze afgedankte producten, uit de gebouwde omgeving. Een voorbeeld waar dit gedachtegoed al in de ontwerpfase meegenomen wordt, zijn lichtgewicht, PFAS-vrije zonnepanelen van Solarge. Deze panelen worden ontworpen met het oog op ontmanteling, terugwinning en hergebruik van de grondstoffen voor de productie van nieuwe panelen. Dat dringt natuurlijk het grondstofverbruik en de CO2-voetafdruk terug.

CO2-uitstoot

De circulaire- en energietransitie komen ook samen in de CO2-uitstoot van de industrie die onze producten maakt: de koolstofcyclus. Het ziet ernaar uit dat de EU deze zomer met strengere regels komt. Die zullen leiden tot een hogere CO2-prijs. Het tempo waarmee CO2-rechten jaarlijks verminderen, gaat omhoog en bedrijven die veel CO2 uitstoten, krijgen minder gratis rechten. Dit zal leiden tot een hogere marktprijs voor niet-duurzame producten, waardoor duurzame alternatieven relatief goedkoper worden. Er moeten door de EU snel maatregelen genomen worden om ongewenste winst te vermijden en duurzame innovatie voor circulaire en energietransitie te stimuleren.

De circulaire transitie komt nog maar net op gang

Wat is er nodig om deze transitie te versnellen? Wat hebben het MKB en (overheids)organisaties nodig en hoe kunnen ze daarbij ondersteund worden? We kunnen leren van de energietransitie omdat die al eerder ingezet is. Het bovengenoemde grondstoffenprobleem voor de groene energie laat zien dat de circulaire transitie móet versnellen, want anders dreigt een grondstoffentekort. Ook kan er nog veel winst behaald worden in het circulair maken van producten en apparaten. Door onderzoek van onder andere Fontys kunnen we beter en gerichter inzetten op de energietransitie. Maar voorop staat dat zonder de inzet van circulariteit we nooit een succesvolle energietransitie zullen bereiken.

Over deze column

In een wekelijkse column, afwisselend geschreven door Bert Overlack, Eveline van Zeeland, Eugène Franken, Helen Kardan, Katleen Gabriels, Carina Weijma, Bernd Maier-Leppla en Colinda de Beer probeert Innovation Origins te achterhalen hoe de toekomst eruit zal zien. Deze columnisten, soms aangevuld met gastbloggers, werken allemaal op hun eigen manier aan oplossingen voor de problemen van deze tijd. Morgen zal het dus goed zijn. Hier zijn alle voorgaande afleveringen.

Steun ons!

Innovation Origins is een onafhankelijk nieuwsplatform, dat een onconventioneel verdienmodel heeft. Wij worden gesponsord door bedrijven die onze missie steunen: het verhaal van innovatie verspreiden. Lees hier meer.

Op Innovation Origins kan je altijd gratis artikelen lezen. Dat willen we ook zo houden. Heb je nou zo erg genoten van de artikelen dat je ons een bedankje wil geven? Gebruik dan de donatie-knop hieronder:

Doneer

Persoonlijke informatie