Sneller naar een circulaire watereconomie met ULTIMATE en NextGen

De noodzaak van een circulaire economie op gebied van water(gebruik) is anno 2020 duidelijker en urgenter dan ooit. De traditionele, lineaire toeleveringsketen van productie, consumptie en lozing is niet houdbaar. De bestaande bedrijfsmodellen kraken onder de gecombineerde last van klimaatverandering, vrije-marktconcurrentie en milieuvervuiling.

Kunnen we deze uitdagingen alle drie tegelijkertijd aanpakken? Door lokaal sterke en transparante markten te ontwikkelen voor de hulpbronnen die zijn opgeslagen in water – lees: het water zelf en de energie en materialen erin – kunnen we helpen de Europese samenleving als geheel klimaatbestendig te maken.

Om hulpbronnen te kunnen winnen uit water, en water een bijdrage te laten leveren aan een circulaire economie, zijn innovatieve technologische, zakelijke en bestuurlijke oplossingen nodig. Door direct belanghebbende partijen en de burger te betrekken bij circulaire oplossingen, kunnen de acceptatie en toepassing van die oplossingen bovendien worden bevorderd.

Een nieuwe benadering en inrichting van processen

De benodigde samenwerking tussen verschillende belanghebbende partijen en markten wordt ook wel aangeduid met het begrip ‘industriële symbiose’. Ofwel: een naadloze samenwerking tussen de nutsbedrijven en de industrie, tussen de openbare en de particuliere sector.

Met een circulaire watereconomie kunnen kosten worden gereduceerd en nieuwe bronnen van inkomsten worden aangeboord. In het circulair-economische model is ‘afval’-management niet slechts een wettelijke verplichting, maar een nieuwe zakelijke kans die een nieuwe impuls kan geven aan lokale, landelijke en regionale economische activiteiten. Zo kan ‘afval’-management bijdragen aan een circulaire economie.

Met industriële symbiose en een circulaire aanpak kan de industrie toekomst- en klimaatbestendig worden gemaakt. Overschakelen op een circulaire manier van werken is echter geen sinecure. De innovatie-inspanning op dit gebied is tot nog toe versnipperd. Kleinschalige experimenten zijn bemoedigend, maar het ontbreekt vooralsnog aan een grootschalige toepassing van de innovaties die worden ontwikkeld.

Om een krachtige impuls te geven aan de dringend noodzakelijke verdere ontwikkeling van industriële symbiose en de circulaire economie, wordt nu een kritieke massa aan projecten bij elkaar gebracht. Het doel is om de circulaire economie de komende jaren daadwerkelijk van de grond te krijgen. In twee spannende Europese projecten worden voor dat doel, onder leiding van KWR, mogelijkheden onderzocht om de ontwikkeling van de circulaire economie op gebied van water te versnellen en potentiële hindernissen daarbij weg te nemen.

Project ULTIMATE: werken aan meer economische waarde en duurzaamheid

In project ULTIMATE werken 27 partijen samen. De naam ULTIMATE is samengesteld uit enkele letters in de Engelstalige omschrijving van het project met de boodschap: ‘Naar een waterslimmere samenleving met een symbiose tussen industrie en water’.

ULTIMATE is een project met een looptijd van vier jaar en maakt deel uit van het onderzoeksprogramma Horizon 2020 van de Europese Unie. Het project wordt deels gefinancierd door de Europese Commissie en wordt uitgevoerd in het kader van het EU-programma ‘Water in een Circulaire Economie’.

Het project is gestart in de zomer van 2020. Het doel is om meer en duurzamere economische waarde te creëren door de hulpbronnen in de watercyclus te benutten. Het project moet ertoe bijdragen dat water niet langer wordt gezien en gebruikt als iets wat wordt opgepompt, behandeld en geloosd, maar juist als een stroom vol energie en materialen.

Het project bestaat uit grootschalige proef lokaties. Die moeten duidelijk maken hoe waardevol ‘industriële symbiose’-toepassingen kunnen zijn. Op die manier moet ULTIMATE de overgang naar een circulaire economie bevorderen. In het project wordt gekeken naar de winning van drie soorten  hulpbronnen:

•  (Afval)water – Hergebruik op meerdere schaalniveaus, ondersteund door geavanceerde zuiveringstechnologieën, voor opnieuw bruikbaar water, compacte/mobiele/schaalbare systemen, en waar mogelijk een bijna totale reductie van vloeibare lozingen.
• Energie – Betere biogasproductie, warmteoverdracht met behulp van water, opslag en terugwinning voor aanpalende industriële en commerciële sectoren, gecombineerd management van water en energie, zuiveringsinstallaties als energieleveranciers.
• Materialen – Winning en hergebruik van voedingsstoffen, winning van verbindingen met toegevoegde waarde (bijvoorbeeld antioxidanten, edelmetaal), vervaardiging van nieuwe producten uit afvalstromen en productie van actieve kool uit slib om de kosten van de verwijdering van verontreinigende microdeeltjes zoveel mogelijk te beperken.

Naast het ontwikkelen van goede technologische innovaties ter ondersteuning van de circulaire economie zullen we ook kijken naar samenwerkingsverbanden tussen industrieën en waterbedrijven en (mede-)eigenaarschap van waterdienstverleners.

dr. Gerard van den Berg

Van whisky tot tuinbouw – negen projectpartners

In totaal zijn verspreid over heel Europa negen grootschalige  projectlocaties geselecteerd in de agrofoodsector, de petrochemie en de biotechnologie. Het gaat om projecten bij partijen variërend van waterbedrijven tot de productie van whisky. De selectie van de locaties laat zien dat partijen in allerlei verschillende economische sectoren kunnen profiteren van een circulaire aanpak.

In Italië zuivert het consortium Aretusa in de streek Toscane het afvalwater van twee gemeenten. Aretusa wil zijn jaarlijkse zuiveringscapaciteit met 30 procent uitbreiden.

In Schotland wil de beroemde whiskysoker Glenmorangie in zijn productieproces  zowel ammoniak winnen die kan worden gebruikt in de productie van meststof als warmte terugwinnen die opnieuw kan worden gebruikt in het eigen distilleringsproces.

Verder is project ULTIMATE gericht op hergebruik van water en voedingsstoffen na de behandeling van afvalwater waarbij bestrijdingsmiddelen en plantaardige ziektekiemen zijn verwijderd. Het doel is om geen enkel afvalwater nog te lozen.

NextGen: anders denken en werken voor meer duurzaamheid

Een ander project dat door KWR wordt gecoördineerd in het kader van het EU-programma ‘Water in een Circulaire Economie’ is NextGen. Ook dit is een project voor de duur van vier jaar, en het maakt eveneens deel uit van het onderzoeksprogramma Horizon 2020 van de EU. In dit project werken 30 organisaties samen om technologische, zakelijke en bestuurlijke oplossingen voor water in de circulaire economie aan te dragen.

Net als ULTIMATE is NextGen gericht op de bevordering van de circulaire economie door allerlei water-gerelateerde hulpbronnen te ontsluiten. Enkele voorbeelden:

Water: hergebruik op verscheidene schaalniveaus ondersteund door natuurlijke opslag, optimale managementstrategieën, geavanceerde zuiveringstechnologieën, ingerichte ecosystemen en compacte/mobiele/schaalbare systemen.

Energie: gecombineerd water- en energiebeheer, zuiveringsinstallaties als energieleveranciers, warmteoverdracht met behulp van water, opslag en terugwinning voor aanpalende industriële en commerciële sectoren.

Materialen: winning en hergebruik van voedingsstoffen, fabricage van nieuwe producten uit afvalstromen, revisie en herbestemming van gebruikte membranen om de kosten van waterhergebruik te verminderen, en productie van actieve kool uit slib om de kosten van verwijdering van verontreinigende microdeeltjes zoveel mogelijk terug te dringen.

De ontwikkeling van lokale, robuuste en transparante markten voor watergebonden hulpbronnen kan helpen om de Europese samenleving klimaatbestendig te maken.

prof.dr. Christos Makropoulos

Van de nieuwe wijk Bristol-Brabazon tot een brouwerij in Berkel-Enschot – tien demonstratielocaties

Op tien grootschalige locaties in Europa worden innovatieve circulaire wateroplossingen gedemonstreerd in de praktijk. De nadruk ligt hierbij op de voorwaarden voor succesvolle toepassing en opschaling.

In het Verenigd Koninkrijk wordt op de plek van het voormalige Filton Airfield aan de noordkant van Bristol een met het oog op duurzaamheid ontworpen nieuw stadsdeel ontwikkeld, Brabazon. Het NextGen water- en energiemanagement in het masterplan bestaat onder andere uit een strategisch oppervlaktewatersysteem dat een betrouwbare drainage biedt en het mogelijk maakt om lokaal opgevangen regenwater en hergebruikt water te benutten.

In Nederland kan Bierbrouwerij de Koningshoeven in Berkel-Enschot, brouwer van La Trappe, inmiddels koolstof-, stikstof- en fosforhoudende materialen terugwinnen uit het afvalwater. Het gezuiverde water wordt voornamelijk gebruikt voor irrigatie en kan wellicht ook worden gebruikt om de flessen schoon te spoelen.
Aan de Costa Brava in Spanje leidt een sterke seizoensgebonden vraag naar water veelvuldig tot schaarste en bovendien verzilting. Binnen Europa is het gebied voorloper van waterhergebruik , ten behoeve van irrigatie in de landbouw, het milieu en andere doeleinden dan drinkwater. Een belangrijke innovatie via NextGen is de revisie van gebruikte membranen met behulp van moleculaire cut-offs, een techniek die gedurende twee jaar met succes is toegepast in een proefinstallatie.

Naar verwachting zal er in de loop van het NextGen-project een kruisbestuiving tot stand komen tussen de verschillende demonstratielocaties in het Verenigd Koninkrijk, Nederland, Zwitserland, Spanje en elders. Aan de hand van de belangrijkste bevindingen zal een EU-routekaart voor een grootschaliger toepassing van circulaire oplossingen in watersector worden ontwikkeld.

Naar een ‘waterslimmere’ samenleving

Door bruggen te slaan tussen wetenschap en praktijk kunnen we ervoor zorgen dat water een cruciale faciliterende rol gaat vervullen in de driehoek water-energie-levensmiddelen. Werkstromen, processen en bedrijfsmodellen, waaronder ook het bestuur en de betrokkenheid van aandeelhouders, zullen moeten worden heroverwogen en heringericht. Oplossingen om op grote schaal waterzuivering te koppelen aan industrie, waarbij efficiënt gebruik wordt gemaakt van hulpbronnen, zullen helpen om ervaring en kennis op te bouwen. Zo kan de ontwikkeling van de circulaire economie in een stroomversnelling worden gebracht.

Een circulaire economie schept lokale, niet-verplaatsbare directe en indirecte werkgelegenheid. Dit bevordert de lokale economie in heel Europa. Het maakt de Europese industrie toekomstbestendig en de Europese samenleving klimaatbestendig, en het beschermt het milieu. Als leider van de projecten ULTIMATE en Nextgen speelt KWR zowel landelijk als internationaal een belangrijke rol bij de ontwikkeling van wetenschappelijke oplossingen voor wereldwijde watervraagstukken.

Om de hulpbronnen en het water in de circulaire economie te ontsluiten, is er behoefte aan innovatieve technologie, zakelijke en bestuurlijke oplossingen.
“Een verjonging van de lokale, nationale en regionale economische activiteit zou kunnen bijdragen tot economische groei met een geringe impact op het milieu.

ir. Jos Frijns