Op weg naar een klimaatneutralere wereld

De wereldwijde energiecrisis maakt duidelijk waar de focus van onze klimaatambities de komende jaren naartoe zal gaan. Onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en buitenlandse import moet in sneltempo worden afgebouwd. Door volop de kaart te trekken van duurzame energie-innovatie kunnen beide ambities worden gerealiseerd. Wij zetten vier veelbelovende innovaties, telkens met een duidelijk Belgisch tintje, op een rij.

Kernenergie. Restwarmte. Groen gas. Waterstof.

Kernenergie beschouwen als een innovatieve energievorm, voor velen klinkt het allicht wat contradictorisch. In België wordt immers al jaren bijzonder fel gedebatteerd over de totale stopzetting van nucleaire energie, die bovendien al sinds begin jaren 50 wordt gebruikt. Los van de Belgische kernuitstap geldt ons land, door de decennialange ervaring met deze energievorm en bijhorend onderzoek, als een referentie binnen de nucleaire sector. Omdat kernenergie geen CO2-uitstoot genereert, groeit het besef dat het een interessante piste is om te bewandelen in de strijd tegen de klimaatopwarming. Het radioactief kernafval dat geproduceerd wordt blijft uiteraard het grootste tegenargument tegen deze energievorm.

Binnen de nucleaire wereld wordt echter volop gezocht naar manieren om de veiligheid van de reactoren te verhogen en de afvalproductie te verlagen. Dat leidt onmiskenbaar tot veelbelovende innovaties. Een voorbeeld hiervan is de kernreactor die gebruikmaakt van gesmolten thoriumzout. Dit procedé levert gevoelig minder afval op. Omdat deze technologie nog in de kinderschoenen staat, moet dit wel gezien worden als een ontwikkeling die is gericht op de lange termijn. De voorstanders van kernenergie kregen onlangs wel een belangrijke duw in de rug vanuit Europa. Sinds kort staat kernenergie namelijk gelabeld als duurzaam op de zogenaamde Europese groene taxonomie, het classificatiesysteem voor beleggers en investeerders dat – in het kader van de Green Deal – bepaalt welke investeringen als milieuvriendelijk worden beschouwd. Warmte ligt aan de basis van heel wat industriële processen. De economie, en dus ook de samenleving, verbruikt in de eerste plaats warmte, die in de praktijk wordt opgewekt door fossiele brandstoffen. Wereldwijd is de industrie dan ook goed voor een kwart van de uitstoot van broeikasgassen.

In sterk geïndustrialiseerde gebieden is dit nog veel meer. Vandaag is het zo dat de meeste warmte die vrijkomt na industriële processen, de zogenaamde restwarmte, de facto niet meer hergebruikt kan worden omdat deze een te lage temperatuur heeft om opnieuw te kunnen dienen in de industrie. Door gebruik te maken van speciaal ontwikkelde warmtepompen voor de industrie kan deze warmte echter wel opnieuw worden gecapteerd en opgewaardeerd tot een voor de industrie bruikbare temperatuur.

Bijgevolg hoeft er gevoelig minder warmte te worden geproduceerd. Rekening houdend met de huidige productiemethodes voor deze warmte, komt deze omslag neer op een enorme nettobesparing voor wat betreft de uitstoot van CO2. Door de exponentiële verhoging van de kosten voor energieopwekking, door de stijging van de huidige fossiele energieprijzen, maar zeker ook door de groeiende kost van CO2uitstoot, zal de aantrekkingskracht van het gebruik van restwarmte bovendien enkel maar toenemen. Het hoeft dan ook niet te verbazen dat de Belgische scale-up Qpinch, die dit soort van warmtepomp ontwikkelde, op bijzonder veel internationale interesse kan rekenen. Gas moet zowat de meest besproken energievorm van het moment zijn. De explosie van de kostprijs en de afhankelijkheid van buitenlandse leveranciers, waardoor het in de praktijk gebruikt wordt als een geopolitiek wapen, maakten van gas een bijzonder gevoelig thema. Toch hebben bepaalde gassoorten zeker hun plaats in de energiemix van de toekomst. Hierbij gaat het niet over het klassieke aardgas, wat uiteraard een fossiele brandstof is, maar over nieuwe gasvormen die het gevolg zijn van innovatieve technologieën. Een duidelijk voorbeeld hiervan is biogas dat geproduceerd wordt uit landbouwafval. Dit is het product van specifiek ingerichte vergistingsinstallaties of biomethanisatie-eenheden en is een 100 procent hernieuwbare en circulaire energievorm. Het methaan dat wordt uitgestoten door koeienstallen in ons land kan hierbij dienen als de basisgrondstof voor deze innovatieve energievorm.

Wagens die uitgerust zijn met een speciale gasmotor kunnen vandaag al bij heel wat Belgische tankstations terecht om deze gasvorm te injecteren en te gebruiken als brandstof. Wie dit doet, rijdt met andere woorden rond in een voertuig dat volledig werkt op basis van een circulair product en dus 100 procent CO2-vrij is. Bovendien toont dit ook aan hoe de landbouw kan worden betrokken bij energie-innovaties die een oplossing kunnen bieden voor de klimaatproblematiek. Heel wat autobouwers, ook voor landbouwvoertuigen, zijn vandaag dan ook bezig met de verdere ontwikkeling van voertuigen die kunnen rijden op basis van deze innovatieve brandstof. Waterstof, het chemisch element met atoomnummer 1, komt in geïsoleerde vorm niet voor op onze planeet. Met dank aan technologische innovatie kunnen we het wel produceren en als brandstof gebruiken. Wanneer dit proces gekoppeld wordt aan hernieuwbare energiebronnen zoals zon- of windenergie, is er sprake van een volledig klimaatneutrale brandstofvorm. Precies daarom wordt er vandaag volop ingezet op de ontwikkeling van de waterstofeconomie. Voor die onderdelen van de industrie en transportsector waar een totale elektrificatie geen optie is, kan dit een belangrijke aanvulling zijn. Denk hierbij bijvoorbeeld aan zwaar transport of luchtverkeer.

Dit groeipad ligt echter bezaaid met complexe uitdagingen. In de praktijk kan het productieproces van groene waterstof op grote schaal enkel gebeuren in gebieden waar voldoende plaats is voor wind- en zonne-energie-installaties. Hierdoor zal Europa voor waterstof hoe dan ook afhankelijk blijven buitenlandse import. België probeert de jongste jaren echter duidelijk een voortrekkersrol te spelen in de uitbouw van de waterstofeconomie. Die ambitie spraken de verschillende regeringen al meermaals openlijk uit. Dit vertaalt zich onder andere in een aantal toonaangevende initiatieven in de haven van Antwerpen, waar ze via pilootprojecten op basis van lokale en aangekochte groene stroom een duidelijke expertise proberen uit te bouwen. Ook opende de hogeschool VIVES eerder dit jaar een eigen waterstofonderzoekscentrum om het potentieel van waterstof verder te bestuderen.

Hoe software de zon een handje helpt

Het ontwerpen en installeren van grootschalige zonnepanelenparken is geen triviale klus. Om het werk zo snel en foutloos mogelijk uit te voeren, doen veel professionele installateurs beroep op speciale software. Ook Belgische spelers zijn in deze markt actief.

Grote zonnepanelenparken – die uit honderden en vaak zelfs uit wel duizenden panelen bestaan – worden voor de uitvoering minutieus uitgetekend. Op die manier kunnen bijvoorbeeld zaken als de beste plaatsingshoek en optimale oriëntatie bepaald worden. “Vroeger gebeurde dat veelal manueel, wat meebracht dat er vaak fouten en misrekeningen gemaakt werden”, zegt Kim Eyckmans van het Geelse bedrijf Virto Solar. “Soms werden de panelen zelfs een per een op het ontwerp toegevoegd, met heel veel copypaste. Het gebeurde dan wel eens dat men per ongeluk twee panelen bovenop mekaar plaatste, waardoor men op het einde van de rit een paneel te veel of te weinig had. En dan kon je helemaal opnieuw beginnen.”

Dankzij software is zo’n klus veel sneller geklaard en is de kans op fouten quasi nul. Gespecialiseerde software maakt het bijvoorbeeld mogelijk om automatisch legplannen en elektrische schema’s te genereren, kabels te berekenen en bouwtekeningen te maken. “Door de ingebouwde foutdetectie is missen bijna niet meer mogelijk”, zegt Eyckmans. “Bovendien verloopt het ontwerp ook veel sneller. Bij een gemiddelde installatie spendeer je er gemakkelijk 75 procent minder tijd aan. Bovendien zijn er bij de werken zelf ook minder onderbrekingen omdat er iets fout liep in de ontwerpfase.”

De programmatuur om zonne-installaties te ontwerpen, komt in verschillende vormen. “Je kunt deze bijvoorbeeld installeren als een plugin voor AutoCAD, dat veel gebruikt wordt door grote installateurs en projectontwikkelaars”, legt Eyckmans uit. “Daarnaast werken we ook aan een apart softwareframework waarmee we op maat gemaakte webapplicaties voor groothandelaars en montagefabrikanten in de markt zetten. Via datzelfde framework komt er ook nog een webapplicatie met eigen branding. Met deze laatste kun je bijvoorbeeld foto’s van drones ingeven en daarmee heel gedetailleerde 3D-modellen van de omgeving maken.”

Door de stroomprijzen van vandaag is er een hausse in de installatie van zonnepanelen. Zeker in landen als Duitsland en in OostEuropa wordt er volop bijgebouwd, zegt Eyckmans. “In België, en zeker in Vlaanderen, zijn we eigenlijk ook vrij goed bezig. De gemakkelijkste daken zijn hier ondertussen al min of meer gedaan. Nu zijn de ‘moeilijke’ aan de beurt, daken waarvoor meer knowhow vereist is en waarvoor je bijvoorbeeld lichtere panelen moet gebruiken. Ook daar kan goede software zijn diensten bewijzen.”

Door de ingebouwde foutdetectie is missen bijna niet meer mogelijk. Bovendien verloopt het ontwerp ook veel sneller.

Kim Eyckmans

Managing director

Na tien jaar als project engineer gewerkt te hebben bij een van de grootste zonnepanelenbedrijven van de Benelux, richtte Kim Eyckmans in 2019 Virto Solar op. Virto Solar bouwt software waarmee installateurs hun installaties sneller en met minder fouten kunnen ontwerpen en bouwen.

RESTPRODUCT UIT DRINKWATERPROCES WORDT AFVALWATERZUIVERINGSSTAP IN BUITENGEBIED

Ons Belgenland staat voor herculische uitdagingen om de Europese doelstellingen rond oppervlaktewater te behalen. Nutriënten infecteren onze rivieren en vreten aan het waterleven. Dit moet aangepakt worden of het zal België duur komen te staan… letterlijk. Huishoudelijk afvalwater van woningen is een belangrijke boosdoener, want een slordige 400.000 woningen lozen nog hun afvalwater in de grachtjes, rechtstreeks de natuur in. “Niet langer in Ledegem”, zei burgemeester Bart Dochy en hij trok naar HelloWater voor een waterdichte oplossing. Een kleurrijke plantenfilter met fosfaatverwijderingsstap zorgt sinds enkele maanden al voor kraakhelder afvalwater van een wooncluster.

LEDEGEM WORDT LEAUDEGEM

De buurtbewoners van de wooncluster (14 huizen) zijn verlost van de stank en het ongedierte. Dat terwijl ze voor plan A, riolering, moesten wachten tot 2035. Dit probleem beperkt zich niet enkel tot de grenzen van Ledegem. Het laaghangend fruit is immers al geplukt voor riolering. De maatschappelijke kosten zijn torenhoog in het buitengebied en de aanleg verloopt traag. Een decentrale aanpak biedt kansen om de afvalwaterproblematiek sneller aan te pakken, terwijl voordelen naar kost, milieuvoetafdruk, schaalbaarheid en infiltratie meegenomen dienen te worden.

Het systeem in Ledegem zuivert het afvalwater op een natuurlijke manier tot helder water dat geschikt is voor hergebruik en infiltratie. De hoofdzuivering bestaat uit een modulaire plantenfilter met bloeiende planten, wat zorgt voor een heuse biodiversiteitsboost. Het water komt er met een zwak straaltje gezuiverd uit, door het samenspel van planten en bacteriën. Het effluent wordt 24/7 gemonitord en elk uur worden effluentresultaten openbaar gedeeld op de website www.leaudegem.be. Het potentieel werd dan ook opgemerkt bij de Vlaamse Landmaatschappij en Blue Deal (Onder Water-Land-Schap 2.0), die bereid waren het proefproject te ondersteunen.

FOSFAAT OP DE KORREL GENOMEN

Vooraleer het water terug in de natuur terechtkomt wordt een fosfaatverwijderingsstap uitgevoerd. Dit is uniek en de manier waarop nog unieker. Conventionele fosfaatverwijdering zijn niet geschikt voor decentrale toepassingen, door het gesukkel met chemicaliën, slib en secundaire polluenten. HelloWater komt nog maar pas uit een 7 jaar lopend Europees Interreg-project I-QUA, waar onder andere alternatieve fosfaatverwijdering werd uitgetest. De goede resultaten deden snakken naar meer en een opgeschaalde versie werd geplaatst in Ledegem, onder de naam: FOSCUBE®. Deze zorgt voor een fosfaatreductie van +99 %, door middel van een ijzerhoudend restproduct uit de drinkwaterproductie duurzaam te hergebruiken. De performantie van de FOSCUBE® wordt gewaarborgd door middel van een cassettesysteem. De korrels worden bij verzadiging vervangen en opties zijn mogelijk naar fosfaatrecuperatie, waardoor de korrels terug kunnen heringezet worden. HelloWater richt zich nu tot gemeenten om decentrale waterzuiveringssystemen te installeren in het buitengebied. Daar zijn de uitdagingen immers het grootst. De FOSCUBE®, als duurzame fosfaatverwijderingstechnologie op zichzelf, werd ook gehoord in andere sectoren en buurlanden.