Download PDF versie - Agro & Chemie

anton Robek, DsM Bio-based products & services<br />

‘CEllUlOSIC<br />

EtHANOl GEEN<br />

MONStER VAN<br />

lOCH NESS’<br />

Het verhaal van commercieel verkrijgbare ethanol op basis van (ligno)cellulose<br />

heeft wat weg van een mythe. Al jaren wordt er over gesproken, maar er zijn<br />

nog steeds geen producten op de markt. ‘Het dreigt een Loch Ness-verhaal<br />

te worden, met dat verschil dat binnen een tot twee jaar toch echt de eerste<br />

commercially available cellulosic fuel uit de kraan zal komen.’<br />

Anton Robek, directeur van DSM’s Biobased<br />

Products & Services, weet<br />

waarover hij praat. Immers, zijn bedrijf<br />

bouwt, samen met de Amerikaanse<br />

ethanolproducent POET, momenteel een ethanolfabriek<br />

in Emmetsburg, Iowa. De bouw ervan<br />

zal eind 2013 zijn afgerond, waarna de opstart<br />

van de productie enige maanden zal vergen.<br />

De komst van cellulosic ethanol<br />

wordt al jaren aangekondigd, maar<br />

deze, lees de productie op fabrieksschaal,<br />

bleef uit. kunt u mij overtuigen<br />

dat deze biobrandstof ook<br />

werkelijk in 2014 op de markt<br />

komt?<br />

(lacht)’Ja, het klopt. Uiteindelijk nemen deze<br />

processen toch altijd meer tijd in beslag. Je<br />

zult eerst een proof of principle moeten<br />

hebben. Welnu, we hebben het proces,<br />

waarbij we uit de oogstresten van de maïs (de<br />

lege kolven, bladeren, stengels) biobrandstoffen<br />

destilleren, getest in een pilotfabriek<br />

(80.000 liter per jaar, red.) in Scotland, South<br />

Dakota. Hier hebben we nodige zaken<br />

geleerd, met name over de input en het<br />

proces. Wat betreft de eerste factor: de<br />

feedstock moet wel voorradig zijn. Je zult dus<br />

boeren in de omgeving moeten stimuleren<br />

om deze oogstresten te verzamelen en op te<br />

slaan. Ze zullen dus in materiaal en opslag<br />

moeten investeren. Ook hebben we klimaat-<br />

en weersinvloeden op het ingangsmateriaal<br />

onderzocht. Deze factoren zijn weer van<br />

invloed op de voorbewerking van de plantenresten,<br />

waarbij zuur en temperatuur de cellulose<br />

vrij moeten maken voor verdere<br />

behandeling (zie kader Het proces).’<br />

Waarom werken DsM en pOET in<br />

een joint-venture aan de productiefaciliteit?<br />

‘Omdat we profiteren van elkaars expertise.<br />

POET is een van de grootste producenten<br />

van bio-ethanol wereldwijd. Het bedrijf heeft<br />

ook zicht op en toegang tot de feedstock,<br />

lees de plantenresten. DSM is zoals bekend<br />

niet een energiebedrijf en heeft ook niet de<br />

ambitie om zich in deze sector te begeven.<br />

Onze kracht schuilt in het proces om uit de<br />

voorbehandelde biomassa nuttige chemische<br />

producten (zoals bijvoorbeeld<br />

ethanol) te maken. We doen dit zowel op een<br />

biotechnologische (met behulp van enzymen<br />

en/of micro-organismen) als op een<br />

klassiek-chemische manier. Vandaar dat ik<br />

ook pendel tussen Delft, waar onze biotechdivisie<br />

zit, en Geleen, waar onze chemici zijn<br />

gecentreerd.’<br />

hoe ziet het business model van de<br />

joint-venture tussen DsM en pOET<br />

eruit?<br />

‘We hebben een proces/technologieën ontwikkeld<br />

waarmee bedrijven tweede<br />

generatie biofuels kunnen maken. Zoals<br />

gezegd gaat POET-DSM zelf produceren in<br />

Iowa. Deze technologie stellen we daarnaast<br />

beschikbaar aan derden op licensiebasis. Of<br />

hET pROCEs IN hET kORT<br />

Om van niet-eetbaar plantenmateriaal tot cellulosic biofuel te komen, zijn verschillende<br />

stappen nodig.<br />

1. Voorbewerking: via temperatuur, druk, zuren of alkalische verbindingen wordt de<br />

cellulose van de lignine gescheiden, zodat de eerstgenoemde massa geschikt is voor<br />

hydrolyse.<br />

2. Hydrolyse (chemisch of enzymatisch)<br />

Vervolgens worden uit de cellulose in een chemische of enzymatische hydrolyse de<br />

suikers (C5, C6) gewonnen.<br />

3. Vergisting<br />

Gisten produceren uit deze suikers vervolgens ethanol en het bijproduct koolzuurgas.<br />

Het laatste wordt onder meer verkocht aan de drankenindustrie.<br />

― Anton Robek: ‘Het kost momenteel circa 3 dollar per gallon om op cellulose gebaseerde brandstof<br />

te maken. Om te kunnen concurreren met ethanol op basis van mais, moeten de kosten dalen tot<br />

onder de 2 dollar-grens.’<br />

we al een licentie hebben verkocht? Nee,<br />

nog niet. Er is momenteel een speler,<br />

Chemtex, die een licensie heeft verkocht.<br />

Blijkbaar heeft dit bedrijf garanties<br />

afgegeven over de productiekosten en<br />

opbrengsten. Als het gaat om chemical<br />

building blocks of biobased materials, die<br />

zijn geproduceerd op basis van non-food<br />

materialen, zouden we wellicht wel een<br />

positie als producent in kunnen nemen.<br />

Vooralsnog is deze markt te klein om echt<br />

interessant te zijn voor deze feedstocks.<br />

Bovendien is de kwaliteit van het ingangsmateriaal<br />

in de hogere verwaarding van<br />

biomassa een belangrijke factor, dit in<br />

tegenstelling tot biofuels. Dat betekent dat<br />

je moet selecteren aan de poort of intensiever<br />

moet (voor)bewerken.’<br />

Ik heb begrepen dat DsM een<br />

ge patenteerde gist heeft ontwikkeld<br />

die, behalve C6-suikers,<br />

ook de C5-suikers uit de cellulose<br />

kan fermenteren. loopt de<br />

concurrentie achter?<br />

‘Het laatste kan ik niet met zekerheid<br />

zeggen. Het is wel zo dat we samen met<br />

POET deze C5-suikers kunnen ontsluiten en<br />

fermenteren tot ethanol. Dat betekent dat<br />

we meer ethanol uit een kilo plantenmateriaal<br />

kunnen halen en dus per liter verhoudingsgewijs<br />

minder energie en zuren (bij<br />

de voorbewerking, red.) verbruiken. Grofweg<br />

is de volumeverhouding tussen C6- en<br />

C5-suikers respectievelijk 60/40. Kortom,<br />

een aanzienlijke productiviteitsstijging. Van-<br />

8 AGRO&CHEMIE #2 — NOVEMBER 2012<br />

9<br />

zelfsprekend zijn de feedstockkosten ook<br />

lager, maar deze factor is minder van belang<br />

omdat deze toch al aan de lage kant zijn.<br />

Overigens zijn er wel concurrenten die uit<br />

C5-suikers biogas maken. Deze heeft echter<br />

wel een aanzienlijk lagere economische<br />

waarde dan ethanol.’<br />

Over concurrenten gesproken.<br />

Welke andere partijen zijn<br />

eveneens actief op gebied van<br />

tweedegeneratie biobrandstoffen?<br />

‘Op gebied van advanced, of tweede<br />

generatie biofuels zijn verschillende<br />

bedrijven actief, waaronder het Spaanse<br />

Abengoa, BP, en DuPont. Momenteel worden<br />

er, verspreid over de VS, zes fabrieken<br />

gebouwd. De productiecapaciteit loopt wel<br />

erg uiteen. BP’s fabriek is de grootste met<br />

een jaarproductie van 36 miljoen gallon.<br />

Abengoa (26,5 miljoen gallons) en POET-<br />

DSM’s Project Liberty met 25 miljoen<br />

gallons volgen. De andere plants zijn aanzienlijk<br />

kleiner. Los even van de capaciteit is<br />

het goed voor de gehele sector dat deze<br />

bedrijven nu ‘stenen aan het stapelen’ zijn<br />

om daadwerkelijk te gaan produceren. Ik<br />

kan me voorstellen dat met name<br />

Washington ongeduldig is. De Amerikaanse<br />

regering heeft niet voor niets een Renewable<br />

Fuels Standard opgezet om de introductie<br />

van advanced biofuels te stimuleren. Dan<br />

moet je echter wel marktrijpe producten<br />

hebben.’<br />

In hoeverre kan cellulosic biobrandstof<br />

momenteel, of beter<br />

gezegd in 2014, concurreren met<br />

eerstegeneratie brandstoffen?<br />

‘Het kost momenteel circa 3 dollar per<br />

gallon om op cellulose gebaseerde brandstof<br />

te maken. Om te kunnen concurreren met<br />

ethanol op basis van mais, moeten de kosten<br />

dalen tot onder de 2 dollar-grens. Het prijsverschil<br />

tussen beide typen brandstoffen is<br />

op zich ook logisch. Er wordt al ruim 25 jaar<br />

eerstegeneratie ethanol geproduceerd. We<br />

zullen eerst volume moeten gaan maken -<br />

zie de geplande fabrieken - om hier in de<br />

buurt van te komen. De EPA (Environmental<br />

Protection Agency, red.) verwacht dat er in<br />

2022 een productiecapaciteit van 15 miljard<br />

gallons zal zijn. Daarmee zou het circa 40<br />

procent van alle biofuels in beslag nemen.<br />

Verder zijn er allerlei optimalisatieslagen<br />

nodig om de productie per kilo biomassa te<br />

verhogen. Er is nog ruimte naar boven.