Breed toepasbare regeling van N₂O-emissies bij RWZI’s

Lachgas (N₂O) is een krachtig broeikasgas met een aardopwarmingsvermogen dat bijna 300 keer zo groot is als dat van CO₂. Het grootste deel van het geproduceerde N₂O ontstaat door microbiële processen in beheerde en technische ecosystemen, zoals landbouwbodems en rioolwaterzuiveringsinstallaties (RWZI’s). N₂O-emissies kunnen alleen al verantwoordelijk zijn voor maximaal 80% van de klimaatvoetafdruk van een RWZI.

Technologie

De ontwikkeling van robuuste strategieën om deze emissies terug te dringen wordt momenteel belemmerd door onze beperkte kennis van de onderliggende microbiologie en van de omgevings- en procesomstandigheden die daarop van invloed zijn. In dit project bundelen TU Delft, Royal HaskoningDHV, STOWA en zeven waterschappen hun krachten om de belangrijke vooruitgang van de afgelopen vier jaar te consolideren en te vertalen naar praktisch toepasbare strategieën voor emissiereductie. Het overkoepelende doel van het project is de ontwikkeling van een breed toepasbare regelstrategie om N₂O-emissies van RWZI’s te verminderen door ons mechanistische inzicht in de microbiële productie en omzetting van N₂O te vergroten.

Uitdaging

Het project omvat twee sterk complementaire promotieonderzoeken. Eén promotieonderzoek richt zich voornamelijk op de microbiologie die ten grondslag ligt aan N₂O-emissies. Hypothesen die op praktijkschaal worden afgeleid, worden experimenteel in het laboratorium getoetst. Daarnaast wordt genoom-gebaseerde metaproteomics gebruikt om het metabolisme van de betrokken micro-organismen te karakteriseren. Het tweede promotieonderzoek richt zich op het verzamelen van hoogwaardige gegevens over de gehele zuiveringsinstallatie en op de ontwikkeling van een hybride ‘grey-box’-regelstrategie voor N₂O, waarin mechanistische en datagedreven methoden worden gecombineerd en ook de nieuw verkregen microbiologische inzichten worden meegenomen. De ontwikkelde regelstrategie wordt toepasbaar op zowel continue systemen als batchsystemen.

Oplossing

Het voorgestelde onderzoek sluit nauw aan bij de huidige nationale inspanningen om N₂O-emissies terug te dringen en bij de ambitie van de waterschappen om klimaatneutraal te worden. Om de impact van het project te maximaliseren, wordt de N₂O-regelmethode volledig beschreven in open-accesspublicaties, zodat deze snel kan worden overgenomen en op praktijkschaal kan worden toegepast. De nieuw ontwikkelde fundamentele kennis is daarnaast van grote waarde voor de bredere wetenschappelijke gemeenschap en kan bijdragen aan strategieën voor emissiereductie in verschillende ecosystemen, zoals de landbouw.

Deze tekst is vertaald vanuit het Engels.