Onderzoek Matthias Buyle

Abstract

Het ALIGNED-project zal een modelleringskader opleveren om de ecologische en sociaal-economische prestaties van biogebaseerde industrieën te beoordelen en te optimaliseren. ALIGNED zal het wetenschappelijke veld van levenscyclusanalyse (LCA) bevorderen (verhuizen van TRL2-3 naar TRL5) en samenwerken met industrieën en vertegenwoordigers van vijf biogebaseerde sectoren: bouw, houtbewerking, textiel, pulp en papier, en biochemie. De overgang naar een duurzame economie is afhankelijk van consistente en vergelijkbare milieubeoordelingen van biogebaseerde producten. In de praktijk van vandaag leveren de methoden om de impact van biogebaseerde producten te beoordelen echter onvergelijkbare resultaten op, waardoor de besluitvorming verwarrend wordt. De modellen en tools die in ALIGNED zijn ontwikkeld, zullen het mogelijk maken om hoogwaardige evaluatiestudies uit te voeren in de biogebaseerde sectoren, met industriële relevantie en interoperabiliteit. Dit is mogelijk door de iteratieve toepassing en verbetering van de nieuwe en geharmoniseerde modellen en tools in vijf specifieke gevallen van biogebaseerde industriële technologieën (TRL 2-6), één voor elke sector. Het ALIGNED-kader zal het mogelijk maken om de belangrijkste aspecten die in de huidige praktijk niet aan bod komen nauwkeurig te modelleren: de concurrentie om biomassa en om land, dynamische en tijdspecifieke koolstofboekhouding, en biodiversiteit en sociaal-economische effecten. ALIGNED zal ook toekomstige energie- en hulpbronnenscenario's ontwikkelen die zijn afgeleid van geïntegreerde beoordelingsmodellen en een consistente benadering van onzekerheidsbeoordeling. De belangrijkste belanghebbenden in de vijf sectoren zullen voortdurend worden betrokken, door feedback te geven bij de vroege ontwikkeling van het raamwerk en door de lessen uit de praktische toepassing ervan te delen. De professionele betrokkenheid van belanghebbenden zorgt voor relevantie en acceptatie in de sector en levert echte impact op.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Passel Steven
• Co-promotor: Buyle Matthias
• Co-promotor: Van Schoubroeck Sophie

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het in maart 2020 opgestelde actieplan voor de circulaire economie is een van de belangrijkste bouwstenen van de Europese Green Deal om de EU tegen 2050 klimaatneutraal te maken en andere milieueffecten te verminderen (bv. stikstofverontreiniging, luchtverontreiniging, biodiversiteitsverlies). De circulaire economie vereist dat reststromen (bv. afval en nevenstromen) beter worden benut door er nieuwe hoogwaardige producten van te maken. Hierbij horen de productie van meststoffen, eiwitten of bouwmaterialen uit afvalstromen, maar ook de vervanging van fossiele kunststoffen door hernieuwbare alternatieven. Bij het nastreven van de circulaire economie moet er echter op worden toegezien dat de milieueffecten van de nieuwe goederen worden verminderd of dat de milieueffecten niet eenvoudigweg worden verwisseld tussen impactdomeinen. Bovendien ontstaan er door het hergebruik van afvalstromen nieuwe methodologische uitdagingen voor de milieubeoordelingen, zoals de vraag hoe rekening moet worden gehouden met de effecten van afval die stroomopwaarts ontstaan, wat de systemische impact is van nieuwe waardeketens op basis van afval/nevenstroomproducten en hoe rekening moet worden gehouden met het verschil in kwaliteit van recyclaten in vergelijking met nieuwe materialen. De doelstelling van het MAZE-project is het ontwikkelen van nieuwe methoden en benaderingen om de (prospectieve) evaluatie van milieueffecten van biogebaseerde producten te verbeteren. De belangrijkste methoden die in het project zullen worden gebruikt zijn levenscyclusanalyse en materiaalstroomanalyse. Het onderzoek zal betrekking hebben op de vraag hoe rekening kan worden gehouden met de stroomopwaartse effecten van afvalproducten, hoe de productkwaliteit kan worden geëvalueerd in milieu- en materiaalstroombeoordelingen en vervolgens hoe de informatie kan worden gebruikt in prospectieve besluitvorming. De methoden zullen worden toegepast op een geselecteerd aantal biogebaseerde materialen/producten om hun toepasbaarheid aan te tonen. De resultaten van het project zijn in strategisch opzicht in lijn met de circulaire economie van de EU.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Spiller Marc
• Co-promotor: Buyle Matthias
• Co-promotor: Nimmegeers Philippe

Onderzoeksgroep(en)

• Duurzame Energie- en Lucht- en Watertechnologie (DuEL)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er is momenteel een grote vraag naar innovatieve cement en betontechnologieën omwille van de grote milieu impact gerelateerd aan het produceren van deze bouwmaterialen. Om de milieuimpact van deze innovatieve technologieën te evalueren en te verbeteren is een kwantitatieve milieubeoordeling, zoals levenscyclusanalyse (LCA), noodzakelijk. Vaak worden LCA studies pas uitgevoerd wanneer de technologie volledig ontwikkeld is. Dit is te laat, aangezien het zeer kostelijk is en veel tijd vraagt om op dit punt nog substantiële wijzigingen aan te brengen aan de technologie. Het zou daarom beter zijn om de LCA uit te voeren tijdens de onderzoeksfase. Hierbij wordt er voorspeld wat de toekomstige milieu impact van de technologie zal zijn wanneer deze zich op een industriële schaal bevindt. Het uitvoeren van zo een voorspellende LCA, ook wel ex-ante LCA genoemd, geeft de ontwikkelaar een extra beoordelingstool en laat optimalisatie van de milieuprestaties toe tijdens het ontwerpproces. Het uitdagende aspect van een ex-ante LCA is niet alleen om de nodige voorspellingen te maken voor de innovatieve technologie a.d.h.v. weinig data, maar ook om rekening te houden met de mogelijke veranderingen die in de wereld kunnen optreden tegen dat de technologie op de markt komt. Dit project zal zich focussen op het ontwerpen van een methodologie voor het uitvoeren van ex-ante LCA op innovatieve betontechnologieën. Dit alles zal worden toegepast op drie case studies.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Audenaert Amaryllis
• Co-promotor: Buyle Matthias
• Co-promotor: Craeye Bart
• Mandaathouder: Maes Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Energie en Materialen in Infrastructuur en Gebouwen (EMIB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Bij de ontwikkeling van nieuwe circulaire technologieën is het essentieel om reeds in een vroeg stadium een levenscyclusanalyse (LCA) te integreren. Op deze manier wordt het mogelijk om veelbelovende pistes voor verder onderzoek snel te identificeren. Het uiteindelijke doel is echter niet om het ecologische profiel van deze technologieën op laboschaal te beoordelen, maar wel dat van de toekomstige opgeschaalde technologieën. Een dergelijke analyse wordt gedefinieerd als een ex-ante LCA. Binnen dit kader is de algemene doelstelling, om op basis van een ex-ante LCA, het milieuprofiel te beoordelen van nieuwe circulaire technologieën die metallurgische bijproducten verwerken In ex-ante LCA's moet er zowel rekening gehouden worden met de toekomstige ontwikkelingen van een nieuwe technologie (voorgrond systeem) als met de gevolgen van de introductie van een dergelijke technologie op de markt (achtergrond systeem). Een nieuwe en gestructureerde aanpak voor beide systemen zal worden ontwikkeld, rekening houdend met leer- en schaaleffecten en niet-lineaire markteffecten in LCA. Deze aanpak zal worden toegepast, getest en gevalideerd voor verschillende technologieën voor het terugwinnen van de restmetalen (Cr, V, Nb en Mo) uit slakken, afkomstig van de productie van roestvrij staal en FeCr. Een 'zero-waste approach' staat centraal bij al deze technologieën.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Audenaert Amaryllis
• Co-promotor: Van Passel Steven
• Mandaathouder: Buyle Matthias

Onderzoeksgroep(en)

• Energie en Materialen in Infrastructuur en Gebouwen (EMIB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er is momenteel een grote vraag naar innovatieve betontechnologieën omwille van de grote milieu impact die beton heeft. Door een kwantitatieve milieubeoordeling toe te passen, zoals een levenscyclusanalyse (LCA), kan de milieu impact van deze innovatieve technologieën geëvalueerd en verbeterd worden. LCA-studies worden meestal pas uitgevoerd wanneer de technologie volledig ontwikkeld is. Op dit punt zijn de kosten om verbeteringen aan te brengen ontzettend hoog, waardoor deze niet worden uitgevoerd. Het zou beter zijn om LCA uit te voeren tijdens de onderzoeksfase. Hierbij wordt er voorspeld wat de milieu impact van de technologie zou zijn wanneer deze zich op een industriële schaal bevindt. Het uitvoeren van zo een voorspellende LCA, ook wel ex-ante LCA genoemd, toont de impact van een technologieontwikkeling op de milieuprestaties en zorgt voor een optimalisatie tijdens het ontwerpproces. Het uitdagende aspect van een ex-ante LCA is om de nodige voorspellingen te maken a.d.h.v. weinig data. Dit project zal zich focussen op het ontwerpen van een methodologie voor het uitvoeren van een ex-ante LCA op innovatieve betontechnologieën, door de innovatieve technologie theoretisch op te schalen naar de industriële schaal en rekening te houden met veranderingen aan de huidige manier waarop beton wordt geproduceerd en veranderingen aan de background system die zullen opgetreden zijn wanneer de opkomende technologie volledig ontwikkeld is.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Audenaert Amaryllis
• Co-promotor: Buyle Matthias
• Co-promotor: Craeye Bart
• Mandaathouder: Maes Ben

Onderzoeksgroep(en)

• Energie en Materialen in Infrastructuur en Gebouwen (EMIB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject