De productie van de meeste chemicaliën en materialen gebeurt op basis van een beperkt aantal chemische bouwstenen. Deze basischemicaliën zoals ethene, propene, en 1,3-butadiene worden voornamelijk geproduceerd door stoomkraken van aardolie of aardgas producten. Dit proces is bijgevolg de hoeksteen van de huidige chemische industrie maar is eveneens één van de meest energieverslindende processen. De duurzaamheid van dit proces kan verbeterd worden door de gebruikte fossiele grondstoffen aan te vullen met of te vervangen door hernieuwbare grondstoffen. In dit proefschrift werd aangetoond dat het gebruik van relatief goedkope afvalstromen, zoals laagwaardige oliën en vetten van de voedingsindustrie of bepaalde nevenproducten van de papierindustrie, zeer veelbelovend is. Er werd op pilootschaal vastgesteld dat hoge opbrengsten aan lichte alkenen en relatief lange looptijden verkregen kunnen worden. Ook het gebruik van geavanceerde fundamentele modellen kan de efficiëntie dit proces verhogen en het totale energieverbruik verminderen. Optimaal gebruik van dergelijke modellen vereist kennis van de gedetailleerde samenstelling van de gebruikte reactorvoeding. Er werd een programma ontwikkeld dat toelaat deze samenstelling snel en accuraat af te leiden van een beperkt aantal eenvoudig te bepalen macroscopische eigenschappen van de reactorvoeding. Tot slot werd een microkinetisch model opgesteld dat toelaat de controlerende chemie te simuleren bij stoomkraken van de bestudeerde hernieuwbare grondstoffen, en dit op basis van voornamelijk ab initio berekende kinetische data.