Biobrandstof uit algen pws impulse kollum

Profielwerkstuk

Maandag 7 December 2015

Biobrandstof uit algen

Remco Hoogsteen

Jan Herman de Boer Arjen Lammerts

5 Havo, Piter Jelles Impulse kollum

Natuur & Techniek

Natuur & gezondheid

Profielwerkstuk Biobrandstof uit algen

Arjen Lammerts, Jan Herman de Boer, Remco Hoogsteen Natuur & Techniek en Natuur & gezondheid

Inhoudsopgave Voorwoord ............................................................................................................................. 4 Inleiding ................................................................................................................................ 5 Deelvragen: ........................................................................................................................ 5 1 Algen .................................................................................................................................. 6 1.1 algemeen ..................................................................................................................... 6 1.2 Voedingsrelaties van de alg ......................................................................................... 7 1.3 Soorten ........................................................................................................................ 8 Gif .................................................................................................................................. 9 1.4 Algen en het versterkt broeikas effect ........................................................................ 10 1.5 Algenkweek ............................................................................................................... 11 Raceway vijvers ............................................................................................................. 11 Horizontale buisreactoren ............................................................................................ 12 Gestapelde horizontale buisreactoren........................................................................... 12 Vlakke plaat reactoren .................................................................................................. 12 2. Olie uit Algen................................................................................................................... 13 3. Energie uit algen olie ....................................................................................................... 14 4. Energie in biodiesel ......................................................................................................... 16 5. Waarom biodiesel? ........................................................................................................... 19 5.1 Broeikaseffect ............................................................................................................ 20 6. Experiment: Algenkweek ................................................................................................. 22 Doel van het onderzoek ................................................................................................... 22 Onderzoeksvraag ............................................................................................................. 22 Hypothese ........................................................................................................................ 22 Werkwijze......................................................................................................................... 22 Materiaal:...................................................................................................................... 22 Methode ....................................................................................................................... 22 Resultaten ........................................................................................................................ 23 Nabespreking ................................................................................................................... 24 Conclusie ...................................................................................................................... 24 Vergelijking met de hypothese ..................................................................................... 24 7. Experiment: Biodiesel maken ........................................................................................... 25

1

Maandag 7 December 2015 5 Havo, Piter Jelles Impulse kollum

Inleiding ........................................................................................................................... 25 Onderzoeksvraag: ............................................................................................................ 25 Hypothese ........................................................................................................................ 25 Werkwijze:........................................................................................................................ 25 Materiaal:...................................................................................................................... 25 Methode ....................................................................................................................... 25 Nabespreking ................................................................................................................... 26 Conclusie ...................................................................................................................... 26 Vergelijking met hypothese .......................................................................................... 26 8. Experiment: Hoeveel energie zit er in biodiesel? .............................................................. 27 Inleiding ........................................................................................................................... 27 Doel van het onderzoek ................................................................................................... 27 Onderzoeksvraag ............................................................................................................. 27 Hypothese ........................................................................................................................ 27 Werkwijze......................................................................................................................... 28 Materiaal....................................................................................................................... 28 Methode ....................................................................................................................... 28 Resultaten ........................................................................................................................ 29 Nabespreking ................................................................................................................... 31 Conclusie ...................................................................................................................... 31 Vergelijking met hypothese .......................................................................................... 31 9. Conclusie ......................................................................................................................... 32 10. Samenvatting ................................................................................................................. 33 Algen ............................................................................................................................... 33 Olie uit algen.................................................................................................................... 33 Energie uit Biobrandstof ................................................................................................... 34 Het vergelijken biobrandstof en fossiele brandstof .......................................................... 34 11. Verwijzingen .................................................................................................................. 35 12. Begrippenlijst ................................................................................................................ 37 H15. Bijlagen ....................................................................................................................... 38 Mail 1 ............................................................................................................................... 38 Mail 1.2 ............................................................................................................................ 39

2

Mail 1.3 ............................................................................................................................ 40 Mail 1.4 ............................................................................................................................ 41 Mail 3 ............................................................................................................................... 42 Mail 4 ............................................................................................................................... 43 Mail 5 ............................................................................................................................... 44 Mail 5.1 ............................................................................................................................ 45 Mail 5.2 ............................................................................................................................ 46 Mail 5.3 ............................................................................................................................ 47 Mail 5.4 ............................................................................................................................ 48 Mail 5.5 ............................................................................................................................ 49 Mail 5.6 ............................................................................................................................ 50 Mail 5.7 ............................................................................................................................ 51

3

Voorwoord Wij zijn Remco, Arjen en Jan Herman, eindexamenleerlingen aan het Piter Jelles Impuls Kollum, 5 Havo. Dit profielwerkstuk gaat over biodiesel uit algen. Dit profielwerkstuk gaat voornamelijk richting de Natuur en techniek en natuur en gezondheid vakkenpakketten, voornamelijk de vakken biologie, scheikunde en natuurkunde. We hebben voor dit onderwerp gekozen omdat dit een actueel onderwerp is, de wereld dreigt op te warmen door luchtvervuiling. Door dit onderwerp te kiezen komen we meer te weten over één van de oplossingen, het gebruiken van biodiesel. Wij wilden graag onderzoeken hoe de algen een bijdrage kunnen leveren aan duurzame energie, zoals biodiesel.

In dit werkstuk hebben we ook veel hulp gekregen van andere mensen en die willen we hier ook graag even bedanken.

Peter Mooij, Algenonderzoeker bij de vakgroep milieubiotechnologie aan de TU Delft Heeft ons geweldig geholpen aan zowel informatie over het kweken van algen als aan de reden waarom algen olie produceren.

Jelle Nauta, Docent Procestechnologie, Research management en Statistiek, Projectleider VHL Aansluitteam, Coördinator Aansluitingsnetwerk vo-ho Fryslân, Coördinator bèta vo-ho netwerk Noord, Voorzitter werkgroep HBO-Aansluitingsmonitor. Die ons ondanks dat we ons eigenlijk via een site moesten aanmelden ons toch doorstuurde naar een collega die er meer over wist.

Alwin Hylkema, collega van Jelle Nauta. Hij liet ons weten dat we het kweek experiment best konden doen met algen die we zelf gevonden hadden.

Onze docenten Wiemer Esenbrink, Dieuwertje Babonnick en Femke de Boer. Zij hebben ons ongelofelijk geholpen met zowel de opbouw van het verslag als het aanscherpen van de informatie die we verwerkten.

4

Inleiding Er bestaan 3 generaties biobrandstof. Biobrandstof van de eerste generatie word gemaakt uit voedselgewassen. Dat van de tweede generatie uit oneetbare planten of delen van planten.

De derde generatie biobrandstoffen is nog in volle ontwikkeling. Bij de derde generatie gaat het om biobrandstof uit algen.

Algen zijn micro organismen die voorkomen in zoet en zout water. Er zijn eencellige algen en meercellige algen. In dit werkstuk hebben we het vooral over de eencellige algen, die lenen zich het best voor de productie van biobrandstof. Algen gebruiken licht om energie te maken. Er bestaan heel veel verschillende soorten algen, sommige algen produceren onder bepaalde omstandigheden olie. Deze olie wordt gebruikt voor de productie van biobrandstof.

Van deze derde generatie biobrandstoffen wordt nog niet volop gebruik gemaakt, terwijl het zoveel voordelen lijkt te hebben ten opzichte van fossiele brandstoffen. In dit werkstuk doen we verslag van ons onderzoek naar het ‘waarom?’ hiervan.

Ook doen we onderzoek naar de groei van algen om op die manier inzicht te kunnen krijgen in het kweekproces van de alg.

Deelvragen: Algen Wat zijn algen?

Wat is de rol van algen in het ecosysteem?

Hoe worden algen gekweekt?

Biobrandstof van algen Hoe wordt olie uit algen gewonnen?

Hoe wordt bruikbare energie uit de olie van algen gemaakt?

Toepassen van biobrandstof Hoeveel energie zit er in biodiesel?

Waarom zouden we biodiesel gebruiken?

5

1 Algen 1.1 algemeen Algen zijn vooral te vinden in de zout- of zoetwater, maar ook kun je ze vinden op extreme omgevingen zoals woestijnen, kokende geisers, ijs en sneeuw. Om te overleven gebruiken algen lichtenergie die wordt gebruikt om anorganische stoffen om te zetten in eenvoudige suikers, dit proces is bekend als fotosynthese. Als een bijproduct van de fotosynthese, produceren algen zuurstof, waar andere organismen zich mee voeden. Algen zijn er in een verscheidenheid van vormen, van eencellige tot complexe meercellige vormen, zoals kelp wat kan groeien tot meer dan zestig meter lengte. Algen zijn van groot belang in veel voedselketens als de primaire producent van organische stoffen. Algen zijn voor de mens te gebruiken in de vorm van voedsel en medicijnen. Algen zijn ook belangrijk in de opbouw van de koraalriffen, koraalachtige algen gaan een symbiotische relatie met koraal aan om zo grote koraalriffen vormen.

Figuur 1, Celdeling stadia van de Desmid, een groene micro alg.

(Wim van Egmond Visuals Unlimited, Inc) 6

1.2 Voedingsrelaties van de alg Algen zijn producent, ze zetten anorganische stoffen om in organische stoffen. Dat houdt ook in dat ze ook helemaal onderaan de ‘onderwater-voedselketen’ staan.

Onderaan staan dus de algen en andere fytoplankton, zij worden opgegeten door de zoöplankton wat letterlijk zwevende (Planktos) diertjes (zoön) betekent. In zoet water zijn de belangrijkste alg-etend Zoöplankton de watervlooien maar in de oceanen zijn dat vooral krill en roeipootkreeften. De zoöplankton wordt op zijn buurt weer gegeten door vissen, maar ook door zoogdieren, krill in de zuidelijke oceaan vormt de belangrijkste voedselbron voor de walvissen. De zoonplankton etende vissen worden opgegeten door roofvissen, vogels en (zee)zoogdieren waaronder ook beren en natuurlijk de mens.

Omdat de alg aan de basis van het voedselweb staat heeft het ook drastische gevolgen als er iets verandert met die algen. Bijvoorbeeld door de grote toename van voedingsstoffen in het water ontstaat algenbloei. Niet zo lang geleden zijn veel wateren door vermesting veranderd van helder water naar een troebele ‘algensoep’. De voedingstoffen van algen bestaan vooral uit koolstof- en stikstof- verbindingen (CO2 en N). Ook hebben algen een beetje fosfor (P) nodig (Wageningen UR, 2015). De algen halen de koolstof, die ze nodig hebben, vooral uit de lucht en de stikstof uit het water. Bij vermesting komt er veel stikstof in het water en kan de alg explosief groeien. Doordat de algen licht wegvangen komt er op de bodem waar veel waterplanten leven een stuk minder licht. Dit heeft niet alleen gevolgen voor de waterplanten, maar ook vissen die op zicht jagen, zoals de snoek, hebben het hierdoor een stuk lastiger. Doordat de zoöplankton etende vissen niet meer bejaagd worden door de snoek en andere roof vissen, vermeerderen die zich ook. De zoöplankton etende vissen zorgen er vervolgens door dat de hoeveelheid zoöplankton in het water sterk afneemt. Wat weer gunstig is voor de algen zodat die nog meer kunnen groeien. Op een gegeven moment is de zoöplankton op, dan gaan ook de zoöplankton etende vissen dood. En blijft er in het water niks anders dan een dikke laag algen over.

Figuur 2, Voedsel web van een alg

7

1.3 Soorten Er zijn erg veel verschillende soorten algen. Deze soorten vallen vrijwel allemaal onder drie tot vier groepen. Zo heb je bijvoorbeeld de kiezelwieren, die heten zo omdat de celwand van kiezelwieren gemaakt is van kiezel (siliciumdioxide, SiO2). Kiezelwieren vind je vooral in zout zeewater. In het Jura tijdperk heeft zich op de bodem een grote laag kiezelwieren op gehoopt die later versteende tot een laag krijtsteen.

Figuur 3, Verschillende kiezelwieren

Blauwalgen vind je vaak bij warm weer in slootjes en meertjes. Blauw algen zijn blauw omdat ze naast chlorofyl ook nog een blauwe kleurstof bevatten om licht te absorberen. Eigenlijk zijn Blauwalgen helemaal geen algen maar bacteriën, in tegenstelling tot plantencellen hebben ze net als andere bacteriën geen celkern daarom worden ze officieel cyanobacteriën genoemd. Cyaan slaat op de blauw groenige kleur.

Cyanobacteriën speelden een belangrijke rol voor de ontwikkeling van leven op deze planeet.

De eerste bacteriën begonnen ongeveer 2,7 miljard jaar geleden aan het produceren van zuurstof, als rest product van fotosynthese. (Borowitzka, 2013) Daardoor hebben cyanobacteriën een belangrijke bijdrage geleverd aan de aanwezigheid van zuurstof in de atmosfeer. Waardoor de atmosfeer geschikt werd voor dieren waaronder de mens. Vaak wordt er gezegd dat de regenwouden de longen van de aarde zijn maar eigenlijk dragen de regenwouden maar bij aan de helft van de mondiale fotosynthese, de rest wordt vrijwel allemaal gedaan door cyanobacteriën.

Ook kunnen cyanobacteriën giftige stoffen produceren waaronder saxitoxine, een gif dat ongeveer 600 keer giftiger is dan cyanide. Een bacterie cel produceert maar een heel klein beetje van dat gif maar tijdens een algenbloei zitten er heel veel cellen in het water waardoor ze samen behoorlijk gevaarlijk zijn voor de gezondheid van mens en dier.

Figuur 4, Cyanobacteriën in de Oostzee

Figuur 5, Met warm weer is er een grote kans op giftige cyanobacteriën in het water

8

Vaak bepalen de kleur of uiterlijke kenmerken de naam van de alg zoals bij de goudalg, de goud alg bevat een bruin-gouden kleurstof om licht te absorberen.

Er zijn ook algen met een staart die ze gebruiken om zich voort te bewegen in het water.

Deze algen worden dinoflagellaten genoemd naar het Griekse dinos (rondtollen) en flagellum (zweep). Sommige dinoflagellaten kunnen in symbiose leven met koralen, ze kunnen de zee doen oplichten (zeevonk) en sommige soorten kunnen ook erg giftig zijn.

Figuur 6, Zeevonk ook wel de Noctiluca

Figuur 7, Verschillende Flagellaten waar onder zeevonk

Elke alg heeft zijn eigen specialiteit zou je kunnen zeggen. Vroeg in het voorjaar kan de kiezel alg al opduiken in slootjes, de kiezel alg kan goed tegen lagere tempraturen en is dan ook vaak de eerst alg die je na de winter weer als eerste in de slootjes voorkomt. De groei van de kiezelwieren stopt zodra ze alle silicium uit het water is opgenomen. Daarna komen de groenalgen tevoorschijn, deze groeien snel en kunnen bij grote hoeveelheden echt grote dichtheden veroorzaken. Hun groei stop zodra ze in elkaars schaduw zitten en de voedingstoffen op zijn. Dan zijn de cyanobacteriĂŤn de eigenlijke overwinnaars, zij kunnen met weinig licht toch nog goed groeien, vooral bij warm weer. De wisselende omstandigheden zorgen dus op die manier voor de afwisseling over de seizoenen van de soorten algen in buitenwater.

Gif Veel algen waaronder cyanobacteriĂŤn en sommige Flagellaten produceren gif wat schadelijk is voor dieren. Wat voor voordeel de alg heeft aan dat gif is nog niet echt bekend, mogelijk worden de gifstoffen gebruikt om meer CO2 te kunnen binden of als communicatie middel maar een echt eenduidig antwoord heeft de wetenschap er niet echt op de vraag wat nou het precieze nut van het gif in de algen. (stichting BWM, 2013)

9

1.4 Algen en het versterkt broeikas effect Het CO2 uit de lucht reageert continu met het water uit de oceaan, er ontstaat dan koolzuur (H2CO3) Koolzuur is erg instabiel en valt meteen uiteen in een H+ en een HCO3-.

HCO3 -reageert ook weer met water daarbij komt nog een H+ vrij. De Toename van H+ ionen zorgt er voor dat de PH waarde van het water daalt. Als er door het versterkt broeikas effect meer CO2 in de lucht zit wordt de PH waarde van het water dus ook lager. Algen in de oceaan leggen ook een deel van de CO2 vast door fotosynthese, door een toename van het CO2 komt er ook een toename van het aantal algen. Een deel wordt opgegeten door zoĂśplankton etende vissen en komt in de voedselketen terecht. Het andere deel van de algen zakt naar de bodem van de zee, hier gaat de alg zelf dood omdat er niet genoeg licht is maar het CO 2 wat de alg heeft opgeslagen blijft ook op de bodem. Het CO2 kan daar lange tijden blijven liggen en na een tijd veranderen in fossiele brandstoffen. Op die manier houden algen het CO2 gehalte in de lucht gelijk. En spelen ze een belangrijke rol in de mondiale koolstof kringloop.

Niet overal in de oceaan zijn de belangrijkste voedingstoffen als nitraat of fosfor beperkend voor de groei van algen. In het water van de Zuidelijke Oceaan rond Antarctica bijvoorbeeld, zitten genoeg van die voedingsstoffen. Hier wordt de groei van algen vooral beperkt door ijzer, dat algen in kleine hoeveelheden nodig hebben voor processen als fotosynthese. Door de toevoeging van ijzer zou In het water van de Zuidelijke Oceaan rond Antarctica de groei van algen dus gestimuleerd kunnen worden. (New Scientist, 2000) Met meer algen wordt ook meer CO2 naar de diepzee getransporteerd. Ondanks dat ijzerbemesting de CO2concentratie in de atmosfeer zou kunnen terugdringen, is dit idee erg omstreden. De precieze gevolgen voor de koolstofpomp en de effecten op de ecologie van de Zuidelijke Oceaan zijn nog grotendeels onbekend. Vanwege oceaancirculatie kunnen effecten mogelijk tot op grote schaal doorwerken. Het is dus niet zeker of ijzerbemesting ook echt werkt en wat de risico’s ervan zijn. Het onderzoek naar deze toepassing van algen is nog in volle gang.

Figuur 8

10

1.5 Algenkweek Microalgen worden al decennialang op kleine schaal vooral in Azië en Noord-Amerika gekweekt, meestal voor toepassingen in de diervoeding en voedingssupplementen. Het gaat hier slechts om een paar soorten waaronder Spirulina en Chlorella. Op dit moment wordt wereldwijd maar zo’n 10.000 tot 20.000 ton gedroogde algen per jaar geproduceerd.

(Borowitzka, 2013) Er zijn vier verschillende kweeksystemen in gebruik bij algenkwekers.

Raceway vijvers Het grootste deel van de microalgen dat nu op de markt verkrijgbaar is, wordt gekweekt in open vijvers. Meestal zijn dit vijvers van het type ‘Raceway’. Dit zijn ondiepe kanalen die aan de kopse kanten met elkaar verbonden zijn en waardoor het water wordt rondgepompt via grote schoepenraden.

Het rondpompen van het water is nodig om te voorkomen dat de algen in de vijver bezinken en om het licht gelijkmatig over alle algen te verdelen (het licht is alleen beschikbaar aan de bovenste 3,5 centimeter van het oppervlak). Verder wordt er in de algenvijvers CO2 toegevoegd die nodig is voor de fotosynthese.

Figuur 10, Kleinschalige ‘Raceway’ vijver

Figuur 9, Grootschalige ‘Raceway’ vijver

Een belangrijk voordeel van dit eenvoudige ontwerp zijn de relatief lage kosten. Daar staat tegenover dat zo’n open, grote vijver minder goed te controleren is dan een gesloten kweeksysteem. Er verdampt water en ook is dit systeem gevoelig voor infecties, waardoor je er eigenlijk alleen maar weerbare, snelgroeiende soorten in kunt kweken. Of ‘Raceway’ vijvers op de langere termijn het meest kosteneffectieve kweeksysteem zullen blijven is de vraag.

11

Horizontale buisreactoren Een horizontale buisreactor is een gesloten kweeksysteem, opgebouwd uit een enkele laag horizontale buizen. Met zo’n buisreactor heb je veel meer controle over de algen di zich in de buisbevinden, ook is dit systeem per vierkante meter grondoppervlak productiever dan een ‘Raceway’ vijver.

Een belangrijk nadeel van dit ontwerp is dat de hoeveelheid licht die op de met algen gevulde buis valt, erg hoog is. Algen kunnen hier slecht tegen en groeien dan langzamer, waardoor de productiviteit afneemt. Een ander nadeel van buisreactoren is de energie die nodig is voor het rondpompen van de algen. Ook is het bij deze systemen erg lastig om de CO2 erin te krijgen en zuurstof hoopt makkelijk op, wat bij hoge concentraties schadelijk is voor algen. Daarnaast liggen de constructiekosten hoger dan bij de relatief simpele ‘Raceway’ vijvers.

Figuur 13, Horizontale buisreactoren

Figuur 12, Gestapelde horizontale buisreactoren

Figuur 11, Vlakke plaat reactoren

Gestapelde horizontale buisreactoren In een gestapeld horizontaal systeem is de reactor opgebouwd uit meerdere lagen buizen die verticaal op elkaar zijn geplaatst. Ze vormen daarmee een soort hekwerk van buizen. Dit type reactor heeft veel dezelfde voor en nadelen als de gewone horizontale buisreactor. Een belangrijk verschil is dat het probleem van een te hoge lichtintensiteit hier veel minder speelt. Dit komt doordat de verticaal gestapelde buizen als het ware het zonlicht moeten verdelen over een grotere invangende oppervlakte, waardoor de lichtintensiteit op de algen een stuk minder wordt. De algen kunnen het licht dan efficiënter gebruiken waardoor de productiviteit hoger is dan in de gewone horizontale buisreactor. Ook is dit systeem behoorlijk ruimte efficiënter doordat de ze op elkaar gestapeld zijn.

Vlakke plaat reactoren Dit zijn gesloten reactoren opgebouwd uit meerdere vlakke, platen die parallel aan elkaar staan. Deze systemen zijn in theorie het meest productief. Er is geen overmatige ophoping van het voor algen giftige zuurstof en ook is de lichtintensiteit niet te hoog. Nadeel van dit systeem is dat er relatief veel energie nodig is voor het mengen van voedingsstoffen en om te voorkomen dat de algen naar de bodem zakken. Ook worden er bij deze systemen vaak lampen gebruikt om het licht goed te verdelen over alle algen, dat kost ook erg veel energie.

Hierdoor is het energieverbruik hoog. Daarnaast is het toevoegen van extra CO2 wat moeilijker en ook is dit systeem wat lastiger op grote schaal toe te passen.

12

2. Olie uit Algen Laten we eerst beginnen met de basis, waarom maken algen olie? Niet alle algen maken olie en ook niet altijd. Om een groep algen olie te laten produceren moeten de algen worden gestrest. Het stressen van algen houdt in dat de alg aan ongunstige omstandigheden wordt blootgesteld, bijvoorbeeld een te kort aan voedingstoffen of te veel en/of te fel licht.

Hierdoor gaat de alg een energieopslag maken om in de verslechterde omstandigheden in leven te blijven. Die energieopslag wordt eerst opgebouwd van complexe koolhydraten die makkelijk om te vormen zijn tot energie. Die koolhydraten worden langzamerhand omgezet in oliën die meer energie bevatten dan de eerder genoemde koolhydraten.

Die olie die de algen nu maken doordat ze ‘gestrest’ zijn willen we dus uit de algen halen.

Om de olie uit algen te halen moet je allereerst zorgen dat je een hoge concentratie algen hebt en die moeten vervolgens gestrest worden om olie te produceren. Na een tijdje van ‘stressen’ hebben de algen olie gemaakt, maar die olie zit nog in de algen cel en daar moeten we het uithalen. Om de olie uit de algen te halen moeten de algen eerst gedroogd zijn daarna moeten de celwanden van de algen kapot worden gemaakt met bijvoorbeeld een vijzel. Bij het kapot maken van de algen ontstaat een poeder en dit poeder moet worden opgelost in hexaanoplossing met een hexaan op water verhouding van 1:1. Na het toevoegen van de algen aan deze oplossing moet het mengsel in een centrifuge om de nietoplosbare organische stoffen van het mengsel. Na het centrifugeren drijft er een donkere laag boven op het water en ligt en is er een neerslag van de niet-oplosbare organische stoffen of de bodem. De bovenste laag moet worden ingedampt om de hexaan eruit te halen en dan blijft er een plakkerige substantie over en dat is dan de algenolie.

Een andere methode om olie uit algen te halen is doormiddel van een toevoeging van koolstofdioxide in ‘superkritische fase’, dat is wanneer en stof wordt verhit en onder druk wordt gezet tot het onderscheid tussen de gas en vloeibare fase verdwenen is. Om deze fase te bereiken voor koolstofdioxide moet het worden verwarmt tot ongeveer 304K (= 27°C) en onder een druk van 7,4 MPa worden gezet, dat is dezelfde druk bij een diepte van 720 meter onderwater. Wanneer de algen en de koolstofdioxide bij elkaar worden gemengd, worden de algen compleet omgezet tot olie dankzij de koolstofdioxide in de super kritische fase. Voor deze

Figuur 14, tabel superkritische fase van koolstof

methode is veel gereedschap en werk voor nodig en daarom wordt deze methode veel minder gebruikt dan de voorheen genoemde methode.

13

3. Energie uit algen olie Biobrandstof is opgedeeld in 3 generatie: biobrandstof van de eerste generatie, biobrandstof van de tweede generatie en biobrandstof van de derde generatie.

Biobrandstof van de eerste generatie zijn stoffen die met conventionele chemische processen of door middel van vergisting om worden gezet tot biobrandstof. Deze generatie baseert zich vooral op voedselgewassen zoals mais(olie) en soja(olie). Biodiesel wordt hier uit de oliën gewonnen en bio-ethanol word uit de suikers gewonnen.

De tweede generatie biobrandstoffen baseert zich daarentegen op niet voedsel gerelateerde bronnen maar op onder andere afvalstoffen zoals houtsnippers en (gebruikt)frituurvet en oneetbare delen van voedselgewassen zoals giftige zaden en vruchten. Een voordeel hiervan is dat het de hoeveelheid beschikbare voedsel niet beïnvloed. De biobrandstof van de tweede generatie wordt wel met meer moeite en meer energie uit de grondstoffen gehaald dan bij de stoffen van de eerste generatie, omdat de stoffen veel cellulose bevatten.

Biobrandstof van de derde generatie is de nieuwste generatie en ook de generatie waar algen olie onder valt. Deze generatie onderscheidt zich van de tweede generatie door middel van nieuwe ontwikkelingen en technieken die bij deze generatie worden toegepast zoals dus de energie uit algen halen.

Figuur 15

Bij de vorige deelvraag het ik beschreven hoe de olie wordt gemaakt en hoe je het uit de algen moet halen, maar die olie kan niet zomaar worden gebruikt als brandstof voor bijvoorbeeld auto’s. Olie bestaat uit triglyceriden(figuur 2), dat is een ester van glycerol(figuur 1) en vetzuren. Het vetzuur van de algen is in dit geval een omega-3 vetzuur die heet: α-linoleenzuur (C18H30O2). Van die olie moet eerst biodiesel worden gemaakt en dat gaat als volgt. Eerst worden de ester verbindingen verbroken en omgezet tot kleine esters zoals in figuur 3, dit

Figuur 2

proces gebeurt dankzij een katalysator, bij ons eigen proefje met zonnebloemolie gebruikten we NaOH als katalysator hiervoor. Hierdoor ontstaan glycerol en vetzuren.

Figuur 16

14

Figuur 4

Vervolgens worden de vetzuren veresterd met een alcohol(figuur 4), wij hebben hiervoor methanol gebruikt. Het verbreken van de verbindingen en het veresteren van de vetzuren moet tegelijkertijd plaatsvinden dus daarom is het nodig om de NaOH en methanol voortijds met elkaar te mengen en hier bij, als de NaOH goed is opgelost, de algen olie te doen. De reactie is te versnellen doormiddel van het op te warmen tot ongeveer 60°C, niet hoger want anders gaat het methanol koken. Dit mengsel moet vervolgens een tijdje staan en uiteindelijk zal je twee lagen zien. De bovenste laag is de biodiesel omdat het niet met de glycerol wil mengen en lichter is die de onderste laag is. Wanneer er twee lagen zijn kan de onderste laag worden afgetapt om vervolgens de biodiesel te reinigen met water om de laatste deeltjes glycerol eruit te halen omdat glycerol heel makkelijk waterstofbruggen maakt en daarom met water mengt. Het water zakt naar de bodem omdat het zwaarder is en dit kan ook weer worden afgetapt. Als laatste moet je het resterende water uit de biodiesel halen door talkpoeder er in te strooien en het mengsel te filtreren. Het filtraat bestaat nu uit biodiesel en dat kan worden gebruikt om auto’s te laten rijden en dergelijken.

Nog een manier om heel snel ruwe olie te krijgen is door een laboratorium in Utah ontdekt.

In het lab stoppen ze de biomassa van de algen in een soort ‘reactor’ die hetzelfde werkt als een hogedrukpan maar dan met veel hogere drukken en temperaturen om zo de druk van de aarde te simuleren die de algen van vroeger langzaam omzette tot olie. Een minuut in deze industriële hogedrukpan is al meer dan genoeg om van algen ruwe olie te maken wat vervolgens naar de raffinage kan gaan om omgezet te worden naar benzine, diesel enzovoorts.

15

4. Energie in biodiesel In biodiesel zit energie opgeslagen. Door de energie uit de biodiesel te halen kunnen wij het omzetten tot andere energiesoorten, bijvoorbeeld tot kinetische energie en het gebruiken voor auto’s. De biodiesel kan dus als brandstof worden gebruikt.

De eenheid van energie is joule (J). De hoeveelheid energie die in een stof zit opgeslagen geven we weer met de stookwaarde (r). De stookwaarde betekend hoeveel joule er in een kilogram van de stof zit (J Kg-1), of hoeveel joule er in een bepaald volume zit (J L-1) De energie die in de biodiesel zit opgeslagen, noem je chemische energie. Deze energie zit opgeslagen in de binding die twee atomen met elkaar maken. Deze binding wordt een covalente binding genoemd. Deze covalente binding wordt gevormd doordat een atoom het liefst energetisch het voordeligst wil zijn. Volgens het atoommodel van Bohr hebben alle atomen schillen met elektronen en zijn ze energetisch het meest in het voordeel als ze alle schillen vol hebben. Deze ‘wil’ om alle schillen vol te hebben wordt edelgasconfiguratie genoemd. Elk atoom wil op een edelgas lijken, want edelgassen hebben hun elektronenschillen helemaal leeg of helemaal vol en zijn zo energetisch het voordeligst. Elke schil heeft een ander maximum aantal elektronen. Zo heeft de eerste schil twee elektronen en de tweede acht elektronen.

Figuur 17, schema van de elektronen schillen

Atomen hebben evenveel protonen als elektronen. Zo heeft een koolstof (C) atoom zes protonen en zes elektronen. Dat betekend dat een koolstof atoom in zijn eerste schil twee elektronen heeft en in de tweede schil vier. Door de edelgasconfiguratie van de atoom gaat de atoom vier elektronen opnemen in zijn tweede schil. Omdat andere atomen ook op een edelgas wil lijken, gaan ze door de elektronen delen, de elektronen die gedeeld worden noem je een elektronenpaar. Hierdoor kan koolstof vier covalente binding met andere atomen.

16

Op afbeelding 16 zie je dat het koolstof (C) atoom zijn elektronen deelt met het zuurstof(O) atoom. De zuurstof en de koolstof hebben nu allebei een dubbele binding in plaats van ĂŠĂŠn. Door de dubbele binding te maken hoeven de atomen niet met meerdere atomen te binden.

Hoeveel bindingen en atomen kun je

Figuur 18, Een CO2 atoom schematisch weergegeven volgens het atoommodel van Bohr

aangeven met een structuur formule, voor CO2 bijvoorbeeld: đ?‘‚ = đ??ś = đ?‘‚.

Door de dubbele binding hebben ze allebei hun buitenste schil vol en zijn ze energetisch het voordeligst.

Om een covalente binding te vormen is er energie nodig, de bindingsenergie. Als je het molecuul weer uit elkaar haalt, bijvoorbeeld door verbranding, komt dezelfde energie die er nodig is om de binding te maken vrij (wet van behoud van energie). De energie die hierbij vrijkomt, kunnen we weer omzetten naar andere energiesoorten. In de onderstaande reactievergelijkingen het maken (fotosynthese) en de verbranding van glucose weergeven.

Het heeft energie gekost om glucose aan elkaar te binden. Door glucose te verbranden komt de bindingsenergie weer vrij.

6 đ??śđ?‘‚2 + 6 đ??ť2 đ?‘‚ + đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”đ?‘–đ?‘’ → đ??ś6 đ??ť12 đ?‘‚6 + 6 đ?‘‚2 đ??ś6 đ??ť12 đ?‘‚6 + 6 đ?‘‚2 → 6 đ??śđ?‘‚2 + 6 đ??ť2 đ?‘‚ + đ??¸đ?‘›đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘”đ?‘–đ?‘’ Biodiesel bestaat uit atomen die verbonden zijn met covalente bindingen. Aangezien plantaardige vetten en oliĂŤn niet zuiverstoffen zijn, kun je moeilijk zeggen welke atomen er inzitten. Wel kun je zeggen dat de biodiesel een molecuul is met veel koolstof en waterstof atomen. Hierdoor zijn er veel bindingen in het molecuul, dus dat betekend veel bindingsenergie. Doordat wij niet precies kunnen zeggen welke atomen er in onze biodiesel zitten kunnen we lastig de stookwaarde bepalen. Maar we kunnen de stookwaarde ook op een andere manier bepalen.

17

Doordat het ons niet gelukt is om de algenolie uit de algen te halen, hebben we zonnebloemolie gebruikt om daarvan biodiesel te maken. We hebben zonnebloemolie gebruikt omdat we de stookwaarde van biodiesel wilden weten, ons PWS gaat namelijk ook over biodiesel. Zonnebloemolie en algenolie zijn allebei plantaardige vetzuren, er wordt van allebei 3e generatie brandstof gemaakt. Doordat de biodiesel van algenolie en de biodiesel van zonnebloemolie op elkaar lijken, hebben we ervoor gekozen om biodiesel van zonnebloemolie te onderzoeken.

Om de energie van de biodiesel te bepalen hebben we een experiment gedaan. Met dit experiment haal je de energie uit de biodiesel door het te verbranden, de chemische energie wordt omgezet in warmte energie. Met die warmte energie gaan we water opwarmen, want daaruit kunnen we concluderen hoeveel energie de biodiesel heeft. Eén kilo water heeft namelijk 4.18 kilojoule nodig om één kelvin op te warmen. Door uiteindelijk te bepalen hoeveel kelvin het water is opgewarmd kun je bepalen wat de stookwaarde is van de biodiesel. Dit experiment hebben we gedaan en het blijkt dat de stookwaarde van de biodiesel 19,25 MJ L-1 is. Dat betekend dat er uit één liter biodiesel 19,25 miljoen joule vrijkomt. Voor verder informatie over het experiment zie pagina 25.

Figuur 19, een voorbeeld van de opstelling van het experiment

18

5. Waarom biodiesel?

Tegenwoordig gebruikt men voor het grootste gedeelte fossiele brandstoffen. Van alle energie die we tegenwoordig gebruiken is 93% afkomstig van fossiele brandstoffen (Milieu centraal, 2015).

Fossiele brandstoffen bestaan uit organische materiaal, planten en dieren, die miljoenen jaren geleden zijn gestorven. De meeste fossiele brandstoffen zijn ontstaan in het Carboontijdperk, ongeveer 300 miljoen jaar geleden. Onder normale omstandigheden zouden de planten en dieren wegrotten. Maar bij fossiele brandstof is dat niet het geval. De planten en dieren kwamen onder speciale omstandigheden te staan, bijvoorbeeld het Figuur 20, schematische tekening van het winnen van aardgas

stijgen van zeespiegels of bodemdaling. Hierdoor ging het organisch materiaal niet rotten en ontstond er een laag dode planten en dieren onder de grond, wat later fossiele brandstoffen vormden.

Het verkrijgen van fossiele brandstof is relatief makkelijk vergeleken met biodiesel. Fossiele brandstoffen liggen lang onder de grond, je hoeft het niet meer te maken. Bij bijvoorbeeld steenkool graaft men mijnen en hakt men het uit de muur. Bij aardolie wordt er bijvoorbeeld eenmalig een boor geplaats. Bij biodiesel moet men eerst de brandstof maken. Dat kost moeite en tijd. Voor bijvoorbeeld biodiesel uit mais worden er speciale boerderijen geplaats voor het verbouwen van gewassen voor biodiesel. Dat kost veel geld en ruimte in tegenstelling tot het winnen van fossiele brandstoffen.

Toch is er een groot nadeel van fossiele brandstoffen. Bij verbranding van fossiele brandstoffen komt er veel energie vrij, maar ook veel CO2. In principe is dat niet een groot probleem, want bij alles wat je verbrandt komt er CO2 vrij, zo ook bij biodiesel. Het probleem ontstaat doordat fossiele brandstoffen miljoenen jaren onder de grond liggen. De fossiele brandstoffen zijn 300 jaar geleden ontstaan uit dode planten. Deze planten miljoenen jaren lang geleidelijk koolstofdioxide opgenomen uit de atmosfeer. Hierdoor is de koolstofdioxide langzamerhand uit de koolstofkringloop verdwenen, het ligt namelijk al miljoenen jaren onder de grond. Door het vele verbranden van de fossiele brandstoffen komen er

Figuur 21, de koolstofkringloop

plotseling weer veel CO2 gassen vrij. Doordat de CO2 lang uit de koolstofkringloop is geweest maar plotseling er weer in wordt gebracht, ontstaat er een verstoring in de koolstofkringloop en zo ook in de atmosfeer.

19

5.1 Broeikaseffect Door de vele plotselinge uitstoot van koolstofdioxide versterken wij het broeikaseffect van de aarde. Het broeikas effect is een benaming van het vasthouden van warmte op onze aarde. De zon straalt straling uit, kortgolvige UV straling. Deze straling voelen we niet als warmte maar zien we als licht. De warmte die we voelen komt doordat de UV straling die uit de aarde zelf komt, de aarde absorbeert de UV straling en zet dat om in langgolvige warmtestraling. De broeikasgassen van de atmosfeer neemt deze warmtestraling op of weerkaats de straling weer richting de oppervlakte. De atmosfeer is eigenlijk het jasje van de aarde op dat gebied. Als deze ‘jas’ er niet was, zou het gemiddeld -18 graden Celsius zijn op aarde, in plaats van 15 graden Celsius.

Figuur 22, Broeikas effect vergeleken met versterkt broeikaseffect Zoals ik al eerder benoemde, versterken wij het broeikaseffect door de ‘jas’ dikker te maken.

Door de plotselinge uitstoot van CO2 stijgt het CO2 gehalte in de atmosfeer. Zo stijgt het CO2 gehalte elk jaar gemiddeld met 2,07 ppm (Parts Per Million). Het CO2 gehalte in 1750 was ongeveer 278,9 ppm, het zit nu rond de 400 ppm. Dit blijkt uit een onderzoek van WMO/GWA global greenhouse gas monitoring network. Door de stijging van het CO2 gehalte wordt de ‘jas’ dikker, koolstofdioxide is namelijk één van de broeikasgassen. Door de stijging van de broeikasgassen weerkaatst de atmosfeer meer warmte, dus zal het warmer worden op aarde. Deze opwarming van de aarde zal tot grote gevolgen leiden.

20

Bij biodiesel geldt dit probleem niet. Wel komt bij het verbranden van biodiesel koolstofdioxide vrij, net zoals bij de fossiele brandstoffen. Het verschil zit hem juist in de periode tussen de opname van de CO2 van de planten en de uitstoot van de biodiesel. Bij fossiele brandstoffen zit er 300 miljoen jaar tussen de opname en uitstoot, wat weer een verstoring in de koolstofkringloop veroorzaakt. Biodiesel heeft, tot tegendeel van diesel, een veel kortere periode tussen de opname en uitstoot van CO2, een paar weken. Dit wil zeggen dat de CO2 die uitgestoten is door de biodiesel, kort geleden is opgenomen door bijvoorbeeld de algen, biodiesel is CO2- neutraal. Dat wil zeggen dat in een korte periode evenveel CO2 wordt uitgestoten dan opgenomen. Er wordt geen CO2 toegevoegd aan de atmosfeer.

Vanwege de grote gevolgen van de opwarming van de aarde is er duurzame energie nodig.

Ook blijkt uit onderzoek van Wageningen UR dat de aardgas bronnen over zestig jaar uitgeput zullen zijn. hernieuwbare energiebronnen die geen grote nadelige gevolgen hebben op het milieu We moeten uiteindelijk wel overstappen op duurzame energie. Tegenwoordig is men druk bezig met het opzetten en bedenken van goeie energiebronnen. Denk hier bijvoorbeeld aan het gebruik van zonnepanelen, windturbines, stuwdammen of biodiesel uit algen.

21

6. Experiment: Algenkweek Doel van het onderzoek Met dit onderzoek willen wij inzicht krijgen in de groei van algen.

Onderzoeksvraag Hoe ziet het verloop van de groei van algen eruit?

Hypothese Het water in het aquarium zal op een gegeven moment een stuk groener worden doordat er zich steeds meer algen in het water bevinden.

Algen groeien onder juiste omstandigheden exponentieel. Dat zou je kunnen zien doordat het in het begin het water nog helder is en dat het later ‘ineens’ veel groener is.

Als de hypothese waar is dan zal je eerst in het water niet heel veel veranderingen zien, maar op een bepaalt punt, ineens wel.

Werkwijze Materiaal: leeg aquarium 30 L water Bruissteen Slangetje Vijver pomp Groene algen Rozenvoeding

Methode Eerst vulden wij het aquarium met ongeveer 30 liter water.

Vervolgens namen wij theelepeltje rozenvoeding en loste dat op in heet water, dat deden wij ook in het aquarium. Toen sloten wij het vijverpompje aan op een slangetje met daaraan een bruissteen, welke we aansloten op de vijverpomp. En als laatste deden wij een beetje water met daarin groene algen in het aquarium. Elke week voegden wij een theelepeltje rozenvoeding opgelost in water toe aan de algen.

22

Resultaten Elke week maakte ik een foto voordat ik de voeding erbij deed.

Dit zijn de resultaten: Figuur 28, week 1

Figuur 24, week 2

Figuur 23, week 3

Figuur 27, week 4

Figuur 25, week 5

Figuur 26, week 6

23

Figuur 29. Verloop van de kleur van de algen bak over 6 weken

Nabespreking Conclusie Je kunt aan de kleur van het water in het aquarium ongeveer de hoeveelheid algen die zich in het water bevinden aflezen. Hoe groener het water is hoe meer algen er in zitten. Meteen toen we de algen aan het water hadden toegevoegd kon je niks zien aan de kleur, het water was toen helder. Na week 1 begon het water wat troebeler te worden ook had het al een soort van lichtgroene tint. Na de 6e week was het water echt donkergroen. In de tussentijd veranderde het water geleidelijk van kleur en kreeg het een steeds donkerdere kleur groen In de resultaten kun je niet echt een exponentiele groei van de algen aflezen, wel kan het zijn dat dit wel te zien was in de eerste week, dat het water de eerste paar dagen steeds helder bleef tot het omslagpunt, vanaf waar de algen met de juiste hoeveelheid zijn zodat je ze kunt zien.

Het is bekend dat algen exponentieel groeien, daarom denk ik dat het kenmerkende onderdeel van exponentiële groei, de snelle overgang van niet zichtbaar naar wel zichtbaar, is gebeurd in de eerste week.

Vergelijking met de hypothese Je kunt in de resultaten dus niet een duidelijk kenmerk zien van exponentiële groei, wel kun je goed zien dat de het water in verloop van tijd steeds groener wordt. Om die exponentiële groei toch te kunnen bewijzen hadden we niet elke week een foto moeten maken maar elke dag, dan had je vermoedelijk op een gegeven moment goed het verschil kunnen zien tussen helder water en troebeler water met een lichtgroene tint.

24

7. Experiment: Biodiesel maken Inleiding Dit experiment gaat over de hoeveelheid energie die in biodiesel uit algen zit. De hoeveelheid en kwaliteit van de algen die we gekweekt hebben is vermoedelijk niet goed genoeg voor het oogsten van algen olie, daarom gebruiken we voor dit experiment plantaardige zonnebloemolie om daar biodiesel van te maken en de hoeveelheid energie die daar in zit kunnen bepalen. Om de energie te bepalen moesten we eerst algenolie maken.

Voor meer informatie zie de het stukje energie uit algenolie.

Onderzoeksvraag: Hoe maak je biodiesel?

Hypothese Er zal in de plastic fles een tweelagen systeem ontstaan, met als bovenste laag de biodiesel en als onderste laag de glycerol. Dat gebeurd doordat de methanol met de zonnebloemolie veresterd en dat er vervolgens glycerol en biodiesel ontstaat.

Werkwijze: Materiaal: 100 ml Zonnebloemolie 0,4 gram natronloog 17 ml methanol Brander Water Thermometer Maatcilinder Spatel Fles met schroefdop Weegschaal Horlogeglas Bekerglas Driepoot

Methode Eerst hebben wij de natronloog afgewogen door het in de horlogeglas te doen en het af te wegen op de weegschaal. Vervolgens hebben we de natronloog in een plastic fles gedaan en er 17 ml methanol bijgegoten. Vervolgens hebben we de fles goed geschud totdat alle natronloog was opgelost. Daarna hebben we 100 ml zonnebloemolie opgewarmd door het in

25

een bekerglas te gieten en het op de driepoot te zetten met de brander onder de driepoot.

Vervolgens hebben we de zonnebloemolie in de plasticfles erbij gedaan en goed geschud.

Toen hebben we gewacht tot er twee lagen bovenkwamen drijven en de bovenste afgegoten.

Nabespreking Conclusie Er ontstond een tweelagen systeem, de bovenste was biodiesel en de onderste glycerol.

Vergelijking met hypothese De hypothese klopte, er ontstond een twee lagen systeem door dat de methanol met de zonnebloemolie veresterde en dat er vervolgens glycerol en biodiesel ontstond.

26

8. Experiment: Hoeveel energie zit er in biodiesel?

Inleiding In biodiesel zit energie opgeslagen. Om die energie eruit te halen kun je de biodiesel verbranden. Met de warmte die bij de verbranding vrijkomt, kun je water opwarmen. Water heeft namelijk 4,18 ∙ 103 Joule nodig om per kg per kelvin op te warmen. Dat heet de soortelijke warmte. Door de massa en het temperatuur verschil te meten van het

opgewarmde water kun je de warmte energie (đ?‘„) bepalen van de biodiesel. Namelijk met de formule đ?‘„ = đ?‘?đ?‘šâˆ†đ?‘‡. Hierbij vermenigvuldig je de soortelijke warmte met de massa en de temperatuur. Voor verder informatie zie: ‘Energie in biodiesel’.

De warmte energie van de verbrande biodiesel wordt niet allemaal gebruikt om het water op te warmen. Ook gaat er warmte energie verloren aan de omgeving. Bij dit probleem hebben we gekozen om de biodiesel te vergelijken met diesel. De stookwaarde van diesel is namelijk wel bekend, namelijk 42,7 MJ kg-1, oftewel 42,7 miljoen joule per kilogram (Nederlandse lijst van energiedragers en standaard CO2 emissiefactoren, 2015). Door de stookwaarde van diesel te berekenen met het experiment, kunnen we onze stookwaarde vergelijken met de officiĂŤle stookwaarde. Door dit te doen kunnen we een percentage bepalen van de hoeveelheid energie die er verloren gaat. Door de stookwaarde van de biodiesel op de zelfde manier te bepalen, kunnen we zeggen dat het percentage verloren energie van de diesel ongeveer hetzelfde zou zijn en dus op die manier kunnen we de officiĂŤle stookwaarde van onze biodieselbepalen.

Doel van het onderzoek Het doel van het onderzoek is om te onderzoeken wat de stookwaarde is van de biodiesel zit die we gemaakt hebben.

Onderzoeksvraag Wat is de stookwaarde van onze gecreĂŤerde biodiesel?

Hypothese De stookwaarde van biodiesel zal ongeveer gelijk zijn als de stookwaarde van reguliere diesel. Het type brandstof is gelijk, het is diesel en het zijn vloeibare koolstof verbindingen.

Ook wordt er tegenwoordig bij de diesel een beetje biodiesel bij gegoten, du het lijkt best wel op elkaar.

27

Werkwijze Materiaal 2 bekerglazen 200 ml 2 maatcilinders 20 ml Maatcilinder 100 ml 20 ml Biodiesel 20 ml Diesel 2 porseleinen schaaltjes Brander 200 ml water 2 thermometers 2 statiefklemmen Methode Als eerste stap hebben we de biodiesel in een maatcilinder (20 ml) geschonken. Vervolgens hebben we 20 ml biodiesel in een porseleinen schaaltje gedaan. Daarna hebben we het water in de maatcilinder (100 ml) geschonken en vervolgens 100 ml water in een bekerglas (200 ml) gegoten waarvan we vervolgens de temperatuur van hebben gemeten. Deze bekerglas hebben we opgehangen aan de statiefklem op ongeveer 20 cm hoogte. Hierna hebben we met de brander de biodiesel aangestoken die in het porseleinen schaaltje lag en vervolgens het brandende schaaltje onder de bekerglas met water geschoven. Nadat de vlam van de biodiesel uit was, hebben we weer de temperatuur van het water gemeten. Deze stappen hebben we ook gedaan met reguliere diesel, zodat we uiteindelijk twee brandende porseleinen schaaltjes hadden.

Maatbeker met 100 ml water

Porseleinen schaaltje met de diesel

Porseleinen schaaltje met de biodiesel

28

Resultaten De temperatuur die we gemeten hadden waren bij de biodiesel 20 graden en bij de reguliere diesel 26 graden. Met deze en nog andere gegevens kun je de stookwaarde van de diesels berekenen. Zie de berekening hieronder: De volume van de biodiesel (đ?‘?đ?‘‘) en de reguliere diesel (đ?‘&#x;đ?‘‘) is 20 ml. De volume van het water (đ?‘¤) is 150 ml, met een temperatuur van 13℃. De massa kun je berekenen aan de hand van de formule đ?‘š = đ?œŒ ∙ đ?‘‰, met đ?œŒ als dichtheid van water en đ?‘‰ als volume van het water in đ?‘š3 . đ?‘‰đ?‘&#x;đ?‘‘ = 20 đ?‘šđ??ż = 2,0 ∙ 10−5 đ?‘š3 đ?‘‰đ?‘?đ?‘‘ = 20 đ?‘šđ??ż = 2,0 ∙ 10−5 đ?‘š3 đ?‘‰đ?‘¤ = 150 đ?‘šđ?‘™ = 1,5 ∙ 10−4 đ?‘š3 đ?œŒđ?‘¤ = 0,9982 ∙ 103 đ??žđ?‘” đ?‘šâˆ’3 đ?‘šđ?‘¤ = đ?œŒ ∙ đ?‘‰ đ?‘šđ?‘¤ = 0,9982 ∙ 103 ∙ 1,5 ∙ 10−4 = 0,150 đ??žđ?‘” De temperatuur van het water was 13℃. Na het branden van de beide diesels is de temperatuur van het water gestegen. De temperatuur van het water boven de biodiesel is nu

20℃, de temperatuur van het water boven de reguliere diesel is nu 26 ℃. Het temperatuur verschil tussen beide diesels kun je aangeven in Kelvin of in graden Celsius, het is in principe hetzelfde.

đ?‘‡0 = 13 ℃ đ?‘‡đ?‘¤đ?‘&#x;đ?‘‘ = 26 ℃ đ?‘‡đ?‘¤đ?‘?đ?‘‘ = 20℃ ∆đ?‘‡ = đ?‘‡đ?‘›đ?‘–đ?‘’đ?‘˘đ?‘¤ − đ?‘‡đ?‘œđ?‘˘đ?‘‘ ∆đ?‘‡đ?‘&#x;đ?‘‘ = 26 − 13 = 13 đ??ž ∆đ?‘‡đ?‘?đ?‘‘ = 20 − 13 = 7 đ??ž Met deze gegevens kun je de warmte-energie berekenen van de diesels aan de hand van de formule đ?‘„ = đ?‘?đ?‘šâˆ†đ?‘‡, waarin đ?‘„ de hoeveelheid warmte in joule, đ?‘? de soortelijke warmte van water, đ?‘š de massa van het water en ∆đ?‘‡ het temperatuurverschil van het water. đ?‘?đ?‘¤ = 4,18 ∙ 103 đ??˝ đ?‘˜đ?‘”−1 đ??ž −1 đ?‘šđ?‘¤ = 0,150 đ??žđ?‘” ∆đ?‘‡đ?‘&#x;đ?‘‘ = 13 đ??ž ∆đ?‘‡đ?‘?đ?‘‘ = 7 đ??ž đ?‘„ = đ?‘?đ?‘šâˆ†đ?‘‡ đ?‘„đ?‘&#x;đ?‘‘ = 4,18 ∙ 103 ∙ 0,150 ∙ 13 = 8151 đ??˝ đ?‘„đ?‘?đ?‘‘ = 4,18 ∙ 103 ∙ 0,150 ∙ 7 = 4389 đ??˝ Nu we de energie hebben die in de beide diesels zit, kunnen we de stookwaarde berekenen đ?‘„ door de volume van de diesels te nemen. Met de formule đ?‘&#x;đ?‘Ł = , waarin đ?‘&#x;đ?‘Ł de stookwaarde en đ?‘‰

đ?‘Ł de volume in liter van de beide diesels. đ?‘‰đ?‘&#x;đ?‘‘ = 20 đ?‘šđ?‘™ = 0,02 đ??ż đ?‘‰đ?‘?đ?‘‘ = 20 đ?‘šđ?‘™ = 0,02 đ??ż đ?‘„đ?‘&#x;đ?‘‘ = 8151 đ??˝ đ?‘„đ?‘?đ?‘‘ = 4389 đ??˝ đ?‘„ đ?‘&#x;đ?‘Ł = đ?‘Ł

29

4389 = 219450 đ??˝ đ??żâˆ’1 0,02 8151 = = 407550 đ??˝ đ??żâˆ’1 0,02

đ?‘&#x;đ?‘Łđ?‘?đ?‘‘ = đ?‘&#x;đ?‘Łđ?‘&#x;đ?‘‘

Doordat deze stookwaarde niet heel precies is gemeten, gaan we het rendement bepalen van de verloren energie van de diesel. De stookwaarde van de diesel is 42,7 MJ kg-1, aangezien dit in kg is, gaan we de stookwaarde eerst omrekenen naar het aantal joule per volume. Dat doen we door eerst te berekenen hoeveel liter diesel er in ĂŠĂŠn kilogram zit. Dat doen we aan đ?‘š de hand van de formule đ?‘‰ = , met als đ?‘š als massa en đ?œŒ als dichtheid. đ?œŒ

đ?œŒ = 0,84 đ?‘˜đ?‘” đ?‘‘đ?‘šâˆ’3 đ?‘š = 1 đ?‘˜đ?‘” đ?‘š đ?‘‰= đ?œŒ 1 đ?‘‰= = 1,19 đ?‘‘đ?‘š3 = 1,19 đ??ż 0,84 Uit deze berekening volgt dat er 1,19 liter diesel in ĂŠĂŠn kilogram diesel zit. Hieruit kunnen we de stookwaarde van diesel in joule per volume omzetten. Er zit 42,7 MJ in ĂŠĂŠn kilo diesel, đ?‘„ dus er zit 42,7 MJ in 1,19 liter diesel. Met de formule đ?‘&#x;đ?‘Ł = kunnen we de stookwaarde van đ?‘‰

de diesel bepalen in joule per liter, met al đ?‘„ de energie in joule en đ?‘‰ als volume in liters. đ?‘‰ = 1,19 đ??ż đ?‘„ = 42,7 đ?‘€đ??˝ đ?‘„ đ?‘&#x;đ?‘Ł = đ?‘&#x;đ?‘Ł =

� 42,7 1,19

= 35,9 đ?‘€đ??˝ đ??żâˆ’1

De officiĂŤle stookwaarde van diesel is 35,9 MJ per L. De stookwaarde die wij hebben berekend is 407550 J per L. Door het rendement te bepalen kunnen we bepalen hoeveel

energie er bij de biodiesel verloren is gegaan. Dit berekenen we met de Formule đ?œ‚ = đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘˜đ?‘’đ?‘›đ?‘‘ đ?‘šđ?‘’đ?‘Ą đ?‘?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘’đ?‘“ . đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘œđ?‘“đ?‘“đ?‘–đ?‘?đ?‘–đ?‘’đ?‘’đ?‘™ đ?‘¤đ?‘’đ?‘Ąđ?‘’đ?‘›đ?‘ đ?‘?â„Žđ?‘Žđ?‘?đ?‘?đ?‘’đ?‘™đ?‘–đ?‘—đ?‘˜ đ?‘?đ?‘’đ?‘?đ?‘Žđ?‘Žđ?‘™đ?‘‘

đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘˜đ?‘’đ?‘›đ?‘‘ đ?‘šđ?‘’đ?‘Ą đ?‘?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘’đ?‘“ = 407550 đ??˝ đ??żâˆ’1 đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘œđ?‘“đ?‘“đ?‘–đ?‘?đ?‘–đ?‘’đ?‘’đ?‘™ đ?‘¤đ?‘’đ?‘Ąđ?‘’đ?‘›đ?‘ đ?‘?â„Žđ?‘Žđ?‘?đ?‘?đ?‘’đ?‘™đ?‘–đ?‘—đ?‘˜ đ?‘?đ?‘’đ?‘?đ?‘Žđ?‘Žđ?‘™đ?‘‘ = 35900000 đ??˝đ??żâˆ’1 đ?œ‚= đ?œ‚=

đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘˜đ?‘’đ?‘›đ?‘‘ đ?‘šđ?‘’đ?‘Ą đ?‘?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘’đ?‘“

đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘œđ?‘“đ?‘“đ?‘–đ?‘?đ?‘–đ?‘’đ?‘’đ?‘™ đ?‘¤đ?‘’đ?‘Ąđ?‘’đ?‘›đ?‘ đ?‘?â„Žđ?‘Žđ?‘?đ?‘?đ?‘’đ?‘™đ?‘–đ?‘—đ?‘˜ đ?‘?đ?‘’đ?‘?đ?‘Žđ?‘Žđ?‘™đ?‘‘ 407550 35900000

= 0,0114

Het rendement is dus 0,0113. Door de formule om te bouwen kunnen wij onze ‘officiĂŤle’ đ?‘&#x; stookwaarde van onze biodiesel bepalen. Zo krijg je de formule đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘œđ?‘“đ?‘–đ?‘?đ?‘–đ?‘’đ?‘’đ?‘™ = đ?‘Ł đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘˜đ?‘’đ?‘›đ?‘‘ đ?‘šđ?‘’đ?‘Ą đ?‘?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘’đ?‘“. đ?œ‚

Met đ?œ‚ als het rendement. đ?œ‚ = 0,0114 đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘˜đ?‘’đ?‘›đ?‘‘ đ?‘šđ?‘’đ?‘Ą đ?‘‘đ?‘’ đ?‘?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘’đ?‘“ = 219450 đ??˝ đ??żâˆ’1 đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘œđ?‘“đ?‘–đ?‘?đ?‘–đ?‘’đ?‘’đ?‘™ = đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘œđ?‘“đ?‘–đ?‘?đ?‘–đ?‘’đ?‘’đ?‘™ =

đ?‘&#x;đ?‘Ł đ?‘?đ?‘’đ?‘&#x;đ?‘’đ?‘˜đ?‘’đ?‘›đ?‘‘ đ?‘šđ?‘’đ?‘Ą đ?‘?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘’đ?‘“ đ?œ‚ 219450 0,0114

= 19250000 đ??˝ đ??żâˆ’1 = 19,25 đ?‘€đ??˝ đ??żâˆ’1

De stookwaarde van onze biodiesel is 19,25 mega joule per liter.

30

Nabespreking Conclusie Uit ons onderzoek blijkt dat de stookwaarde van onze biodiesel 19,25 mega joule per liter is.

Vergelijking met hypothese Onze hypothese was dat de stookwaarde van biodiesel ongeveer het zelfde is als reguliere diesel. Dat blijkt niet zo te zijn. Wel is de stookwaarde onze biodiesel misschien iets hoger, doordat er nog viezigheden in onze biodiesel zat. Aan het einde van de verbranding bleef er nog een laag afvalstoffen liggen. Dat betekend dat volume van de biodiesel iets minder zou zijn. Wel is de stookwaarde van biodiesel lager dan die van reguliere diesel. De invloed van de kleine volume verandering zou de stookwaarde niet twee keer zo groot maken.

31

9. Conclusie Zoals je ziet komt er veel bij kijken bij het produceren van biodiesel uit algen. Hierdoor is het moeilijk om veel goedkope duurzame energie uit algen te halen. Het probleem zit het voornamelijk in de beginkosten. Het bouwen van een grote reactor kost veel geld. Verder is het lastig om er olie uit te krijgen en er brandstof van te maken. Ook is de stookwaarde van biodiesel lager dan die van de reguliere brandstoffen, zoals diesel of benzine. Hierdoor is er meer biodiesel nodig om voor dezelfde voorzieningen te zorgen.

Wel is er duidelijk dat er nodig moet worden ingegrepen. Het gebruik van fossiele brandstoffen is relatief gemakkelijk, maar uiteindelijk zorgt het voor grote problemen.

Hierdoor is het nodig dat we duurzame energiebronnen moeten gaan gebruiken. Het gebruiken van windmolens en zonnepanelen is relatief gemakkelijker dan het gebruiken van algenkwekerijen. Wel is het zo dat algen een kleine bijdrage kunnen leveren aan de vervanging van fossiele brandstoffen. Wij hebben immers aangetoond dat je van algenolie biodiesel kunt maken.

Algen kunnen dus een bijdrage leveren aan de vervanging van fossiele brandstoffen, maar het is niet de goedkoopste en makkelijkste manier om voor energie te zorgen. Daarom zullen de windmolens en zonnepanelen een veel groter bijdrage hebben aan de duurzame energiewinning. Maar zullen de algen een bijdrage leveren aan het vervangen van fossiele brandstoffen.

32

10. Samenvatting Algen Algen zijn er in een verscheidenheid van vormen, van eencellige tot complexe meercellige vormen. Omdat de alg aan de basis van het voedsel web staat heeft het ook drastische gevolgen als er iets verandert met die algen. De voedingstoffen van algen bestaan vooral uit koolstof(CO2) en stikstof(N) verbindingen ook hebben algen een beetje fosfor(P) nodig. De algen halen de koolstof die ze nodig hebben vooral uit de lucht en de stikstof uit het water.

Er zijn erg veel verschillende soorten algen deze soorten vallen vrijwel allemaal onder een aantal groepen, de belangrijksten van die groepen zijn de kiezel wieren, de cyanobacteriën en de dinoflagellaten. Cyanobacteriën speelden een belangrijke rol voor de ontwikkeling van leven op deze planeet. De eerste bacteriën begonnen ongeveer 2,7 miljard jaar geleden aan het produceren van zuurstof, als rest product van fotosynthese. Daardoor hebben cyanobacteriën een belangrijke bijdrage geleverd aan de aanwezigheid van zuurstof in de atmosfeer.

Er zijn 4 verschillende kweeksystemen voor microalgen op dit moment, de Raceway vijver die zich in de openlucht bevindt, het horizontale buizensysteem waarbij algen rondgepompt worden, het verticale buizensysteem die ruimte efficiënter is dan de horizontale variant en de plaat reactor die veel energie kost.

Olie uit algen Niet alle algen maken olie en ook niet altijd. Om een groep algen olie te laten produceren moeten de algen moet hij worden gestrest. Het stressen van algen houd in dat de alg aan ongunstige omstandigheden wordt blootgesteld, bijvoorbeeld een te kort aan voedingstoffen of te veel en/of te fel licht. Hierdoor gaat de alg een energieopslag maken om in de verslechterde omstandigheden in leven te blijven. Die energieopslag wordt eerst opgebouwd van complexe koolhydraten die makkelijk om te vormen zijn tot energie. Die koolhydraten worden langzamerhand omgezet in oliën die meer energie bevatten dan de eerder genoemde koolhydraten.

Om de olie uit de algen te halen moeten de algen eerst gedroogd zijn daarna moeten de celwanden van de algen kapot worden gemaakt met bijvoorbeeld een vijzel. Dit poeder kun je bewerken met onder andere hexaan en vervolgens centrifugeren, er blijft dan een laag olie over en een laag overige producten uit de alg.

33

Energie uit Biobrandstof Door de energie uit de biodiesel te halen kunnen wij het omzetten tot andere energiesoorten, bijvoorbeeld tot kinetische energie en het gebruiken voor auto’s. De biodiesel kan dus als brandstof worden gebruikt.

Om de energie van de biodiesel te bepalen hebben we een experiment gedaan. Met dit experiment haal je de energie uit de biodiesel door het te verbranden, de chemische energie wordt omgezet in warmte energie. Met die warmte energie gaan we water opwarmen, want daaruit kunnen we concluderen hoeveel energie de biodiesel heeft. Eén kilo water heeft namelijk 4.18 kilojoule nodig om één kelvin op te warmen. Door uiteindelijk te bepalen hoeveel kelvin het water is opgewarmd kun je bepalen wat de stookwaarde is van de biodiesel. Dit experiment hebben we gedaan en het blijkt dat de stookwaarde van de biodiesel 19,25 MJ L-1 is. Dat betekend dat er uit één liter biodiesel 19,25 miljoen joule vrijkomt.

Het vergelijken biobrandstof en fossiele brandstof Het verkrijgen van fossiele brandstof is relatief makkelijk vergeleken met biodiesel. Fossiele brandstoffen liggen lang onder de grond, je hoeft het niet meer te maken.

Door het vele verbranden van de fossiele brandstoffen komen er plotseling weer veel CO2 gassen vrij. Doordat de CO2 lang uit de koolstofkringloop is geweest maar plotseling er weer in wordt gebracht, ontstaat er een verstoring in de koolstofkringloop en zo ook in de atmosfeer.

Bij biodiesel geldt dit probleem niet, omdat de CO2 bij biodiesel niet lang uit de koolstofkringloop is geweest. Wel komt bij het verbranden van biodiesel koolstofdioxide vrij, net zoals bij de fossiele brandstoffen. Het verschil zit hem juist in de periode tussen de opname van de CO2 van de planten en de uitstoot van de biodiesel. Bij fossiele brandstoffen zit er 300 miljoen jaar tussen de opname en uitstoot, wat weer een verstoring in de koolstofkringloop veroorzaakt.

34

11. Verwijzingen Algabiotics. (2015). Algabiotic Research Technoglogies. Opgehaald van http://www.algabiotics.com/Partners.html Algea food&fuel. (sd). Hallum. Opgehaald van http://www.algaefoodfuel.com/hallumnl/ Berrens. (2015). Wat is het broeikaseffect? Opgehaald van Globalwarming.nl: http://globalwarming.berrens.nl/broeikaseffect.htm Binas. (2013). Gegevens van vloeistoffen (tabel 11). Groningen: Noordhoff uitgevers.

Binas. (2013). Periodiek systeem der elementen. Groningen : Noordhoff uitgevers.

Hier Klimaatbureau . (sd). Fossiele brandstoffen: graven naar problemen. Opgehaald van http://hier.nu/klimaatbureau/pagina/fossiele-brandstoffen-graven-naar-problemen Janssen, M. (2014, september 5). Microalgen. Opgehaald van clubgreen: http://www.clubgreen.nl/microalgen/ Milieucentraal. (sd). Kolen, olie en gas. Opgehaald van http://www.milieucentraal.nl/klimaat-en-aarde/energiebronnen/kolen-olie-en-gas/ Milieuloket. (sd). Klimaatverandering. Opgehaald van http://www.milieuloket.nl/9353000/1/j9vvhurbs7rzkq9/vhurdyxq5fv8 Moheimani, M. A. (2013). Agae for biofuels.

Naturalis. (2015). Carboon. Opgehaald van Geologie van Nederland: http://www.geologievannederland.nl/tijd/reconstructies-tijdvakken/carboon Nederlandse lijst van energiedragers en standaard CO2 emissiefactoren. (2015).

Stichting BWM Cahier 3. (2013). Algen de groene belofte.

SzĂŠkely, E. (2014, juni 26). What is a supercritical fluid? Opgehaald van Budapest University of Tecnologie and Economics.

Vermeulen, E. (2000, november 30). IJzerbemesting van oceanen leidt tot explosieve

koolstofdioxide-opname. Opgehaald van NewScientist: http://www.newscientist.nl/nieuws/ijzerbemesting-van-oceanen-leidt-totexplosieve-koolstofdioxide-opname/ WageningenUR. (sd). Algemene informatie over algen. Opgehaald van http://www.wageningenur.nl/nl/ExpertisesDienstverlening/Leerstoelgroepen/Agrotechnologie-enWikipedia. (2015, maart 21). Bindingsenergie. Opgehaald van https://nl.wikipedia.org/wiki/Bindingsenergie

35

Wikipedia. (2015, september 10). Biodiesel. Opgehaald van https://nl.wikipedia.org/wiki/Biodiesel WMO. (2014, september 9). Climate Summit Ediotion. Opgehaald van http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/ghg/documents/GHG_Bulletin_10_EN_su mmit.pdf Zijlema, D. P. (2012, Januari ). Nederlandse lijst van energiedragers en standaard CO2

emissiefactoren. Opgehaald van RVO.nl: http://www.rvo.nl/sites/default/files/2013/10/Vreuls%202012%20NL%20Energiedra gerlijst.pdf

36

12. Begrippenlijst Anorganische stoffen:

Moleculen die geen C-H bindingen bevatten

Atmosfeer:

De lucht die om de aarde heen zit

Bemesten:

Het verspreiden van voedingstoffen over de bodem

Bindingsenergie:

De energie die er voor nodig is om een binding te maken

Broeikaseffect:

Het effect dat voor de warmte op de aarde zorgt

Cellulose:

Een suiker dat door alle planten wordt gemaakt

Centrifuge:

Een apparaat voor het scheiden van een mengsel

Conventioneel: Covalente binding:

Oud, traditioneel Een binding die twee atomen maken vanwege de edelgasconfiguratie.

Duurzame energie:

Hernieuwbare energie

Edelgasconfiguratie:

Het streven naar volle of lege elektronschillen

Extreme omstandigheden:

Omstandig heden ruim buiten het gemiddelde, bijvoorbeeld een hoge temperatuur of druk

Fossiele brandstoffen:

Resten van organismen die gefossiliseerd zijn

Glycerol:

Een organische stof met als formule C3H8O3

Katalysator:

Een stof dat de snelheid van een stof be誰nvloed

Kinetische energie:

Energie die gebruikt wordt voor verplaatsing

Koolhydraten:

Suikers die bestaan uit lange verbindingen

Lichtintensiteit:

De sterkte van het licht op een bepaalde plek

Methanol:

Een organische verbinding met als formule CH4

Mondiaal:

Op een wereldgrote schaal

Organische stoffen:

Moleculen die C-H bindingen bevatten

PH waarde:

De zuurtegraad, hoe lager hoe zuurder

Producenten:

Organismen die anorganische stoffen omzetten in organisch

Raffinage:

Het industrieel zuiveren van een stof

Stookwaarde:

De energie per volume of massa

Substantie:

Stof waaruit iets bestaat

Symbiose:

Het samenleven van twee organismen

Versterkt broeikaseffect:

Het versterken van het effect, het zorgt voor opwarming

Voedingsstoffen:

Stoffen waardoor organismen goed kunnen groeien

Voedingssupplementen:

Stoffen die alleen maar uit vitamines of mineralen bestaan

Vetzuur:

Een lang polymeer met een COOH groep

Uitgeput:

Het op zijn van een stof

37

H15. Bijlagen Mail 1 Van: Jan Herman de Boer (140243) [mailto:140243@pj.nl] Verzonden: zondag 4 oktober 2015 14:46 Aan: Peter Mooij - TNW Cc: Remco Hoogsteen (139512); Arjen Lammerts (145693) Onderwerp: Eindexamen Werkstuk Havo 5

Geachte Heer Mooij, Wij, Remco, Arjen en Jan Herman, eindexamen leerlingen aan het Piter Jelles Impulse Kollum, zijn bezig met het maken van een profielwerkstuk met als onderwerp ‘bio-diesel uit algen’.

Omdat u bezig bent met onderzoek naar algen en de productie van olie uit algen, wilden we vragen of we u zo nu en dan per mail wat vragen mogen stellen met betrekking tot dit onderwerp.

Indien de mogelijkheid bestaat zouden we graag een keer langs komen om uw onderzoekslocatie te bekijken en vragen te stellen.

We hopen dat u hiervoor open staat.

Graag horen we zo spoedig mogelijk van u.

Met vriendelijke groet Remco, Arjen en Jan Herman

38

Mail 1.2 Van: Peter Mooij - TNW <P.R.Mooij@tudelft.nl> Verzonden: dinsdag 6 oktober 2015 10:57 Aan: Jan Herman de Boer (140243) CC: Remco Hoogsteen (139512); Arjen Lammerts (145693) Onderwerp: RE: Eindexamen Werkstuk Havo 5

Beste Jan Herman, Remco en Arjen,

Hartelijk dank voor jullie mailtje (en brief). Ik was even in het buitenland, vandaar mijn late reactie. Ik ben erg druk, maar kan wel af en toe wat vragen beantwoorden. Ik heb een boek meegestuurd over algen kweken, waar jullie denk ik ook veel antwoorden in kunnen vinden.

Langskomen in Delft is lastig, omdat ik dit moment geen experimenten aan het doen ben maar alleen maar experimenten aan het uitwerken ben. Wellicht kunnen jullie bij het AlgaePARC in Wageningen langs. Of, nog dichter bij jullie in de buurt, bij Kelstein in Hallum (http://www.kelstein.nl/).

Succes ermee!

Peter

39

Mail 1.3 Van: Jan Herman de Boer (140243) Verzonden: wo 2-12-2015 16:23 Aan: Peter Mooij - TNW <P.R.Mooij@tudelft.nl>; CC: Remco Hoogsteen (139512); Arjen Lammerts (145693);

Beste Meneer Mooij, Erg bedankt voor het boek over het kweken van algen, ondertussen hebben we zelf al een behoorlijke bak algen gekweekt.

We hadden nog een vraag namelijk, waarom produceren algen onder bepaalde omstandigheden olie?

Alvast heel erg bedankt

MVG Jan Herman

40

Mail 1.4 Van: Peter Mooij - TNW <P.R.Mooij@tudelft.nl> Verzonden: zo 6-12-2015 15:14 Aan: Jan Herman de Boer (140243); CC: Remco Hoogsteen (139512); Arjen Lammerts (145693);

Goeiemiddag,

Ik ben een beetje druk, maar hier kunnen jullie denk ik alle antwoorden vinden:

http://www.wageningenur.nl/nl/ExpertisesDienstverlening/Leerstoelgroepen/Agrotechnologie-enVoedselwetenschappen/Bioprocestechnologie/Profielwerkstuk/Algemene-informatie.htm

http://www.wageningenur.nl/nl/ExpertisesDienstverlening/Leerstoelgroepen/Agrotechnologie-enVoedselwetenschappen/Bioprocestechnologie/Profielwerkstuk/Olie-uit-algen-halen.htm

http://www.wageningenur.nl/nl/ExpertisesDienstverlening/Leerstoelgroepen/Agrotechnologie-enVoedselwetenschappen/Bioprocestechnologie/Profielwerkstuk/Zelf-kweken.htm

41

Mail 3 Van: Jan Herman de Boer (140243) [mailto:140243@pj.nl] Verzonden: zondag 4 oktober 2015 14:46 Aan: ans.schoorlemmer@wur.nl Cc: Remco Hoogsteen (139512); Arjen Lammerts (145693) Onderwerp: Profielwerkstuk Algen als biobrandstof

Geachte mevrouw Schoorlemmer,

Wij zijn Jan Herman, Remco en Arjen van het Piter Jelles !mpulse Kollum. Wij doen ons profielwerkstuk over algen, vooral over de biobrandstof uit algen. Zo willen wij een proef doen met algen, wij willen ze gaan kweken en er olie uit halen om daar vervolgens biodiesel van proberen te maken. Aangezien we nog een aantal vragen hebben, hadden we een tijdje terug Van Hall Larenstein Leeuwarden gebeld en toen waren we door gewezen naar u. Wij willen graag weten welke algen we het best kunnen gebruiken, en waar we dat vandaan kunnen halen. Zo zijn we er al achter gekomen dat de algensoort Scenedesmus obliquus het handigst is voor de productie van olie. Maar wij weten niet hoe we hier aan kunnen komen.

Wij vroegen ons af of u ons verder kan helpen met ons profielwerkstuk.

We horen graag van u.

Met Vriendelijke Groet,

Jan Herman, Remco en Arjen van Piter Jelles !mpulse Kollum

42

Mail 4 Van: Jan Herman de Boer (140243) [mailto:140243@pj.nl] Verzonden: zondag 4 oktober 2015 14:46 Aan: ans.schoorlemmer@wur.nl Cc: Remco Hoogsteen (139512); Arjen Lammerts (145693) Onderwerp: Profielwerkstuk Algen als biobrandstof

Geachte Heer/Mevrouw Zijlstra,

Wij, Remco, Arjen en Jan Herman, eindexamen leerlingen aan het Piter Jelles Impulse Kollum, zijn bezig met het maken van een profielwerkstuk met als onderwerp "bio-diesel uit algen".

Omdat u bezig bent met het bedrijfsmatig kweken van algen, wilden we vragen of we eens op uw boerderij mogen rondkijken en mogelijk een kort interview met een aantal gerichte vragen over de kweek van algen.

We hopen dat u open staat voor ons bezoek en vragen.

Graag horen we zo spoedig mogelijk van u.

Met vriendelijke groet

Remco, Arjen en Jan Herman

43

Mail 5 van: Boer, de, Femke [mailto:Fdeboer@pj.nl] verzonden: woensdag 30 september 2015 15:50 aan: Nauta, Jelle onderwerp: Profielwerkstuk over algen

Beste Jelle Nauta,

Ik werk als docent op Piter Jelles in Kollum. Leerlingen uit 5 havo willen een werkstuk maken over olieproducerende algen. Ze hebben geprobeerd contact te zoeken met Ans Schoorlemmer door haar een mail te sturen. Die mail hebben zij 3 weken geleden verstuurd en ze hebben nog geen reactie ontvangen. Daarom ben ik zo brutaal om deze mail te sturen.

Kun jij iets voor deze leerlingen betekenen? Of helpen met iemand in contact te komen die deze leerlingen kan helpen.

Vriendelijke groeten Femke de Boer

44

Mail 5.1 Van: "Nauta, Jelle" <jelle.nauta@wur.nl> Datum: 30 september 2015 15:56:43 CEST Aan: "Boer, de, Femke" <Fdeboer@pj.nl> Onderwerp: Antw.: Profielwerkstuk over algen Dag Femke, Normaal gesproken vragen we leerlingen om zich aan te melden met een pws vraag via de website van Hogeschool VHL. Dan komt de vraag binnen bij mij en ik vraag een collega de vraag op te pakken.

In dit geval mogen de leerlingen de vraag mij sturen.

We willen graag dat de vraag altijd cc. gaat naar de groepsgenoten en de begeleidende docent op school.

Wil je erop toezien dat de vraag voor ons voldoende specifiek geformuleerd is om op te kunnen reageren.

Met hartelijke groet, Jelle Nauta Docent Procestechnologie, Research management en Statistiek Projectleider VHL Aansluitteam Coördinator Aansluitingsnetwerk vo-ho Fryslân (www.vo-ho.nl en www.hboleeuwarden.nl) Coördinator bèta vo-ho netwerk Noord Voorzitter werkgroep HBO-Aansluitingsmonitor (www.hboaansluitingsmonitor.nl) T. 058 2846384 Kamer Vb1.16 LS&T Leeuwarden Postbus 1528, 8901 BV Leeuwarden Agora 1, 8934 CJ Leeuwarden www.lstleeuwarden.nl

45

Mail 5.2 Van: Jan Herman de Boer (140243) Verzonden: vr 2-10-2015 13:01 Aan: jelle.nauta@wur.nl; Boer, de, Femke; CC: Arjen Lammerts (145693); Remco Hoogsteen (139512);

Hallo Meneer Nauta

Mijn examen werkstuk (5 Havo) doe ik over Bio-diesel uit algen, op school willen ik en mijn groepsgenoten daarom een kleine algen reactor maken. We hebben al een opstelling gemaakt. We weten alleen nog niet hoe we aan de juiste algen kunnen komen, zou u ons kunnen helpen om aan algen te komen?

MVG Jan Herman

46

Mail 5.3 Van: Nauta, Jelle <jelle.nauta@wur.nl> Verzonden: vr 2-10-2015 14:44 Aan: Jan Herman de Boer (140243); Arjen Lammerts (145693); Remco Hoogsteen (139512); CC: Boer, de, Femke;

Hallo allemaal,

Mooi onderzoek!

Ik heb jullie vraag neergelegd bij een collega.

Mocht het antwoord langer dan drie werkdagen duren, dan graag even een reminder sturen.

Met hartelijke groet,

Jelle Nauta Docent Procestechnologie, Research management en Statistiek Projectleider VHL Aansluitteam Coördinator Aansluitingsnetwerk vo-ho Fryslân (www.vo-ho.nl en www.hboleeuwarden.nl) Coördinator bèta vo-ho netwerk Noord Voorzitter werkgroep HBO-Aansluitingsmonitor (www.hboaansluitingsmonitor.nl)

T. 058 2846384 Kamer Vb1.16 LS&T Leeuwarden Postbus 1528, 8901 BV Leeuwarden Agora 1, 8934 CJ Leeuwarden www.lstleeuwarden.nl

47

Mail 5.4 Van: Nauta, Jelle Verzonden: vrijdag 2 oktober 2015 14:41 Aan: Boekhoud, Hendrik Onderwerp: FW: Profielwerkstuk over algen

Hoi Hendrik,

Weet jij of en zo ja, hoe we deze leerlingen van Piter Jelles kunnen helpen aan algen?

Groet, Jelle

48

Mail 5.5 Van: Boekhoud, Hendrik Verzonden: maandag 5 oktober 2015 16:44 Aan: Hylkema, Alwin CC: Nauta, Jelle Onderwerp: FW: Profielwerkstuk over algen

Dag Alwin,

Heb jij enig idee waar deze leerlingen algen kunnen krijgen voor hun profielwerkstuk?

Groet, Hendrik

49

Mail 5.6 Van: Hylkema, Alwin Verzonden: maandag 5 oktober 2015 16:54 Aan: Boekhoud, Hendrik Cc: Nauta, Jelle Onderwerp: RE: Profielwerkstuk over algen

Hoi Hendrik,

Gaat het om zeewier of microalgen?

In deze tijd van het jaar is het het makkelijk om zeewier te verzamelen in een willekeurige Waddenzee haven.

Microalgen is een ander verhaal. Die komen vaak vanzelf in het water terecht, zeker als je ent met zee - of slootwater. Als je alleen een bepaalde soort wilt moet je steriel werken en het benodigde entmateriaal gebruiken.

Wij doen niks met microalgen.

Groet,

Alwin

50

Mail 5.7 Van: Nauta, Jelle <jelle.nauta@wur.nl> Verzonden: ma 5-10-2015 17:36 Aan: Arjen Lammerts (145693); Remco Hoogsteen (139512); Jan Herman de Boer (140243); Boer, de, Femke; CC: Boer, de, Femke; Hylkema, Alwin <alwin.hylkema@wur.nl>; Boekhoud, Hendrik <hendrik.boekhoud@wur.nl>;

Beste Herman, Arjen en Jan Herman, Hieronder een eenvoudige suggestie om te werken met zeewier van mijn collega Alwin Hylkema.

Ik hoop dat jullie hiermee verder kunnen.

Mochten jullie nog vragen hebben dan horen we dat graag.

Voor eerst succes met jullie pws!

Met hartelijke groet, Jelle Nauta Docent Procestechnologie, Research management en Statistiek Projectleider VHL Aansluitteam Coördinator Aansluitingsnetwerk vo-ho Fryslân (www.vo-ho.nl en www.hboleeuwarden.nl) Coördinator bèta vo-ho netwerk Noord Voorzitter werkgroep HBO-Aansluitingsmonitor (www.hboaansluitingsmonitor.nl) T. 058 2846384 Kamer Vb1.16 LS&T Leeuwarden Postbus 1528, 8901 BV Leeuwarden Agora 1, 8934 CJ Leeuwarden www.lstleeuwarden.nl

51