Renovas miljöstipendium

Renovas miljöstipendium vill stimulera forskning som syftar till förbättrad återvinning och avfallshantering, till exempel genom förebyggande av avfall, effektivare återvinning eller minskad miljöbelastning från sådana system.

Allt vi gör på Renova bidrar till ett mer hållbart samhälle. Vårt uppdrag är att skapa affärsmässig samhällsnytta i vår ägarregion. Med miljömässigt engagemang och socialt ansvarstagande bidrar vi till en hållbar region. Vi tar också ansvar för en hållbar framtid genom att satsa på innovationer och forskning i samarbete med akademi och näringsliv. Ett exempel på detta är Renovas miljöstipendium, där vi donerar 100 000 kronor per år till forskningsstipendium för doktorander och unga forskare vid Chalmers och Göteborgs universitet inom miljöforskningsområdet.

Biomassa är framtiden

Sedan mer än 20 år går allt matavfall vi sorterar ut i Sverige till rötning för att bli biogas och biogödsel. Men skulle matavfallet kunna bearbetas på ett mer effektivt sätt med andra metoder och kanske även generera mer energi? Det är vad Abdenour Achour, forskare på Chalmers, undersöker i sin pågående forskning. För sina och projektteamets upptäckter tilldelas han Renovas miljöstipendium 2022.

Varje år sorterar vi ut ungefär 1,3 miljoner ton matavfall i Sverige. Renova hanterar ungefär 60 000 ton om året i anläggningen i Marieholm. Där finfördelas avfallet och filtreras till en flytande massa som kallas slurry. Slurryn går sedan vidare till rötning, där den i en syrefri miljö bryts ner av mikroorganismer och blir till biogas. Gasen används som fordonsbränsle och inom industrin. Processen genererar även en betydande mängd biogödsel som förs tillbaka till kretsloppet.

Abdenour Achours forskning går istället ut på att extrahera de olika beståndsdelarna i slurryn på kemisk väg. Då är det bioolja som blir den åtråvärda slutprodukten.

– Där det finns kol finns det energi, och jag ser biomassa som framtidens energikälla, säger han.

– Allt matavfall Renova hanterar idag återvinns redan till ny råvara eller energi. Men i vårt projekt vill vi försöka hitta ett ännu mer effektivt koncept som omvandlar matavfall till stora mängder förnybar energi med ett lågt eller till och med negativt koldioxidavtryck.

Han framhåller att oavsett om bioolja kan generera mer energi i slutändan än biogas är den termokemiska processen snabbare och mer effektiv än rötning. Bioolja kan användas exempelvis som fossilfritt flygbränsle eller råvara för olika industrier.

Projektet har undersökt en mängd olika metoder för att extrahera slurryns kemiska beståndsdelar. Det man kom fram till är en kombination av tre olika metoder, plus en efterföljande katalytisk process som med hjälp av vätgas tar bort syret. Resultaten har varit lovande och pekar mot en hållbar energikälla som kan förbättras ytterligare i framtiden.

– De främsta fördelarna med termokemisk omvandling jämfört med biologisk är möjligheterna till en bred produktion av högvärdiga bränslen, samt att den är mer tidseffektiv, kräver mindre energi och skulle kunna produceras i stor skala.

– Den här typen av behandling av organiskt avfall skulle väsentligt kunna bidra till Sveriges energiförsörjning och möjligheter att uppnå ett negativt klimatavtryck.

Abdenour Achour har en magisterexamen från Frankrike. Efter flera år inom Kanadas oljeindustri återvände han till den akademiska världen för en doktorsexamen i kemi- och materialteknik i Storbritannien. 2020 startade han sin forskning vid Chalmers.

– Jag lämnade oljebranschen för att ägna mig helhjärtat åt hållbar utveckling och förnybara bränslen. Ur min övriga forskning kring lignin, en av de kolrika byggstenarna i trä, föddes idén att utvinna bioolja ur matavfall.

Abdenour Achour anser att första steget är taget mot en storskalig produktion av bioolja. Hur den i praktiken kan genomföras på ett kostnadseffektivt sätt måste dock undersökas vidare.

Nästa steg är att ytterligare bearbeta slurryn för att lättare kunna extrahera beståndsdelarna. Då kommer Renovas miljöstipendium på 100 000 kronor väl till pass.

– Jag är väldigt tacksam över att Renova hjälpt oss att genomföra projektet och helt överväldigad över att de uppmärksammar arbetet med det här stipendiet! Nu kan vi skaffa en så kallad kulkvarn som kan hjälpa oss att finfördela slurryn ännu mer. Jag ser fram emot nya, spännande resultat på vägen mot fossilfrihet!

Matavfall blir bioolja – så funkar det
Matavfallet pressas till en massa, så kallad slurry. För att få fram ren olja behöver de olika ämnena i slurryn isoleras – cellulosa, hemicellulosa, proteiner, fetter med mera.

För att uppnå detta har Abdenour Achour och hans kollegor på avdelningen för kemiteknik kommit fram till en effektiv kombination av metoder:

1. De tre etablerade extraktionsmetoderna Soxhlet*, ultraljud och enzymatisk hydrolys kombineras för att på effektivast möjliga sätt överföra energin i slurryn till fettsyror och så kallade oligomeriska molekyler.

2. Nästa steg är hydrodeoxidering – att genom katalytisk vätebehandling avlägsna syre – och därmed uppgradera de långa kedjorna av fettsyror och kolrika molekyler till fossilfri bioolja.

De tre kombinerade metoderna i steg ett isolerar både flytande och fast extrakt ur slurryn. Det fasta extraktet har ett relativt högt innehåll av bland annat kväve, vilket skulle kunna utnyttjas till biogödsel.

– Det kan bli ett kommande forskningsprojekt, kommenterar Abdenour Achour.

* Extraktionsmetod uppkallad efter den tyske kemisten Franz von Soxhlet, som bland annat konstruerade en apparat för bestämning av fetthalten i mjölk.

Tidigare stipendiater

Stipendiet har delats ut varje år sedan 2003. Renova vill genom stipendiet uppmuntra nyblivna forskare att bidra till en mer hållbar hantering och behandling av produkter, material och avfall.

2021 - Gauti Ljungholm Asbjörnsson
Renovas Miljöstipendium 2021 går till Gauti Ljungholm Asbjörnsson, forskare vid Chalmers. Hans digitala verktyg ska göra det lättare för alla producenter av bergmaterial att beräkna sin miljöpåverkan.
- Vi vill göra det så enkelt att man inte ska behöva ta in en miljöspecialisatt lösa det, säger han.

Behovet av bergmaterial, så kallad ballast, bara ökar i samhället. De stora infrastrukturprojekten, järnvägsbyggen och storstädernas expansion förväntas sluka material i oförminskad mängd i åtminstone 20 år framåt. Bara cirka två procent av materialet är återvunnet – men nu ökar möjligheten till en förbättring på området.

Maskiningenjören Gauti Ljungholm Asbjörnsson och hans kollegor i forskargruppen på Chalmers har tagit fram ett digitalt verktyg som simulerar och beräknar processen för utvinning av bergmaterial. Det som nu belönas med Renovas Miljöstipendium är att verktyget utvecklats till att även omfatta beräkningar av miljöpåverkan.

Krav på uppgifter om miljöpåverkan ökar från Trafikverket och andra myndigheter och beställare, vilket idag är komplicerat och kostsamt att få fram – och nära nog oåtkomligt för mindre aktörer.

– Vårt verktyg gör det lättare att beräkna sin miljöpåverkan och därmed kunna fatta bra, miljögrundade beslut, säger Gauti Ljungholm Asbjörnsson.

2020 – Nathália Vieceli

Användningen av litiumjonbatterier ökar ständigt. De laddningsbara batterierna finns i allt från mobiltelefoner till datorer och kameror och inte minst elbilar och andra elfordon. Men återvinningen har inte utvecklats i samma takt.

– Effektiv återvinning av litiumjonbatterier är avgörande för miljön och för att kunna säkra tillgången på viktiga metaller, säger Renovas miljöstipendiat 2020, Nathália Vieceli.

Nathália Vieceli är miljöingenjör från Brasilien med en doktorsexamen från Lissabons universitet. Hon forskar nu på att återvinna metaller ur uttjänta litiumjonbatterier vid Chalmers i Göteborg.

Det finns i huvudsak två metoder för detta. Pyrometallurgi, som bygger på förbränning, är en stabil metod men som kräver stora mängder energi och normalt förstör vissa av metallerna, exempelvis litium. Nathália Vieceli arbetar med att utveckla och förfina den andra metoden – hydrometallurgi – där metallerna istället löses upp i syra och extraheras i olika lösningsmedel.

Genom att experimentera med olika parametrar vill hon komma fram till en process som kräver så små mängder av energi och lösningsmedel som möjligt.

2019 – Joana Pedroso

Som jurist ser Joana miljöskatter som ett sätt att styra mot ett hållbarare samhälle. I sin forskning vill Renovas miljöstipendiat 2019, undersöka förhållandet mellan EU:s regelverk och medlemsländernas möjlighet att beskatta miljöstörande verksamhet.

- Miljöskatterna bör konstrueras så att de verkligen belastar den miljöstörande verksamheten, säger Joana.

2018 – Jessica Wehner

Transporter från hushåll till återvinning är i fokus för Renovas miljöstipendiat 2018, Jessica Wehner. Hennes forskning handlar om att öka energieffektiviteten i transportsektorn. Jessica ser hushållen som leverantörer i en kedja av avfallstransporter som tillför potentiell ny råvara till samhället.

- Sättet som avfallet samlas in på, hur det sorteras och var det lämnas är direkt avgörande för energieffektiviteten, säger Jessica.

2017 – Anna Palme

Annas forskning handlar om att återvinna textilier av blandmaterialet polyester/bomull, ett material som bland annat används i lakan för sjukhus. Blandtextilier av polyester och bomull ska inte slängas utan återvinnas till nya textilier! Det är målet för Anna Palmes forskning.

- Återvinning försvåras av att textilier görs i en mängd olika material, som dessutom ofta blandas, säger Anna Palme, doktor vid institutionen för skogsindustriell kemiteknik vid Chalmers.

2016 – Maria Taljegård

För att maximera användningen av förnybara bränslen är det nödvändigt att anta ett helhetsperspektiv på energisystemet. Idag saknas systemstudier och en fördjupad kunskap om den tekniska och ekonomiska potentialen för elektrobränslen. Det vill Maria Taljegård råda bot på.

2015 – Kristina Liljestrand

Kristinas forskning handlar om hur matsvinnet kan minska om producenter, grossister och detaljister samverkar på bästa sätt. Målet med forskningen är att förstå hur varuägare av livsmedel kan minska miljöpåverkan i sina logistiksystem, både för utsläpp från transporter och matsvinn.

2014 – Erik Stenvall och Sandra Tostar

Erik och Sandras forskning syftar till att underlätta återvinningen av plast från elektriska produkter. Med en ny enklare teknik som blandar olika plasttyper går det att få fram en användbar råvara. Tekniken kräver mindre anläggningar och materialflöden och skulle därför kunna underlätta återvinningen på många platser.

2013 – Marcus Linder

Allt fler företag måste våga satsa på modern miljöteknik, även om det kan vara ett ekonomiskt vågspel. Lösningen kan ligga i att justera företagets affärsmodell, dvs på vilket sätt man skapar värde för kunden. Det menar doktoranden Marcus Linder, vid institutionen Teknikens ekonomi och organisation på Chalmers.

2012 – Henrik Leion

Henrik Leion, forskare på Chalmers, Institutionen för kemi- och bioteknik, fick Renovas miljöstipendium för sitt arbete med att utveckla den så kallade CLC-tekniken där koldioxid som uppstår vid förbränning effektivt kan separeras med hjälp av gamla uttjänta batterier och andra avfallsprodukter.

2011 – Oskar Modin

Forskning för att hitta nya effektiva sätt att utvinna energi pågår över hela världen. En av dessa forskare, Oskar Modin, finns på institutionen för Bygg- och miljöteknik på Chalmers i Göteborg. Han tar hjälp av bakterier för att plocka ut elektricitet ur avfall och avloppsvatten. Bränsleceller med billiga bakterier istället för dyra ädelmetaller kan komma att revolutionera energiutvinningen i en framtid, menar han.

2010 – Teodora Retegan

Vilka strategier finns det för insamling av småelektronik inom Europa? Vilka är metoderna för återvinning och hur stora mängder återvinningsbara metaller och andra material finns det? Teodora Retagan, Chalmers, studerar återvinningen av de små elektroniska produkter som nu ökar lavinartat i mängd. Hon tror bland annat att det skulle vara möjligt att använda sig av så kallad vätskeextraktion för att separera metaller som sedan kan återvinnas.

2009 – Petra Andersson

Är kraven på medborgarna att sortera sina sopor rimliga och trovärdiga? Den frågan ställer sig Petra Andersson, doktor i praktisk filosofi vid Göteborgs universitet, i sin forskning om återvinningens etik som är en del av storstadens miljöetik. Forskningen innebär dels en kartläggning av de idéer och värderingar som får sorteringssystemet att fungera och dels att formulera en trovärdig återvinningsetik.

2008 – Maria Grahn

Vilken roll kan biogasen spela när våra koldioxidutsläpp måste minskas drastiskt? Den frågan söker Maria svaret på. Hon utvecklar en datormodell, den så kallade GET-modellen. Med hjälp av den kan man jämföra olika alternativ för att producera den värme, elektricitet och det transportbränsle som världen, eller olika regioner, behöver. Maria är doktorand vid avdelningen Fysisk Resursteori, Energi och miljö vid Chalmers Tekniska högskola.

2007 – Karin Karlfeldt

Karin är forskare vid Chalmers Tekniska Högskola. Forskningen går ut på att tvätta aska från avfallsförbränning och studera möjligheterna att öka återvinningen av de utlakade metallerna och återanvändningen av resterande aska kan öka.