‘Bioraffinage van plantenrestmaterialen: Een business case?’ Het is de titel van het rapport dat Royal HaskoningDHV recent opleverde in opdracht van Bio Base Westland en het Kenniscentrum Plantenstoffen. Van der Kooij was een van de schrijvers van het document. ‘In het rapport worden de kansen uiteengezet voor de verwaarding van de reststromen van de glastuinbouw in Zuid-Holland.’
200.000 ton
De Zuid-Hollandse glastuinbouw produceert jaarlijks ruim 200.000 ton aan reststromen, waarvan resten van de teelt van tomaten en paprika’s samen zo’n 170.000 ton bedraagt. De glasgroententeelt in het Westland en het Oostland zijn de grootste producenten van reststromen. Het zwaartepunt van de reststroomproductie ligt in de maanden oktober, november en december als de kassen met onder meer tomaten en paprika’s leeggehaald worden.
Van der Kooij: ‘Deze restmaterialen worden nu grotendeels gecomposteerd, maar hebben ook potentie als nieuwe grondstof. In het rapport is nagegaan of en hoe de restmaterialen van de belangrijkste Zuid-Hollandse teelten verwerkt kunnen worden tot onder andere suikers.’
Dat verwerkingsproces kent volgens Van der Kooij de volgende stappen: ‘Het restmateriaal wordt allereerst geschikt gemaakt voor raffinage. Het materiaal wordt dan gewassen om vervuiling te verwijderen, verkleind om de installaties in de rest van het proces te kunnen passeren en via persing gesplitst in een vaste fractie en een vloeistof. De vloeistof bevat suikers en eiwitten, de vaste fractie lignocellulose. Via verwarming of toevoeging van zuur worden de eiwitten gestremd en uit de vloeistof verwijderd. Grassa heeft voor dit proces bijvoorbeeld een installatie ontwikkeld.’
Tot het omschreven moment kan men volgens Van der Kooij de zaken ‘op locatie’ en dus decentraal uitvoeren. ‘Wat centraal moet gebeuren is het verwerken van de eiwitloze sapstroom, waar nog veel suiker in zit en de vezelkoek, met bij voorkeur veel cellulose erin. De lignocellulose in de vezelkoek wordt via stoomexplosie of autohydrolyse gesplitst in lignine, cellulose en hemicellulose. De hemicellulose wordt hierbij al omgezet naar C5-suikers. In het onderzoek hebben wij ons dus in eerste instantie gericht op het winnen van suikers (C5- en C6-suikers) en eiwitten.’
Tweestaps- verus driestapsproces
Een van de voornaamste conclusies uit de studie van Royal HaskoningDHV is dat de gewasresten van de grootste teelten in de Zuid-Hollandse (glas)tuinbouw – aangevuld met bermmaaisels – voldoende omvang kennen (285.000 ton) om circa vijftienduizend ton C5- en C6-suikers voor chemisch-industriële toepassing te produceren. Voor de productie van C5-suikers is een tweetraps- en voor C6-suikers is een drietrapsproces nodig. Het proces voor C5-suikers vergt een lagere investering dan voor C6-suikers. Deze installaties kunnen naast C5-suikers ook vezels en eiwitten uit het plantaardig restmateriaal extraheren.
Van der Kooij: ‘Uit onze studie blijkt dat dit qua kosten en baten rendabel moet zijn. In onze filosofie kunnen er daarom in Zuid-Holland al enkele tweetrapsinstallaties geplaatst worden.’
‘De veevoederindustrie heeft bijvoorbeeld interesse in de eiwitten, waarbij onze aandacht natuurlijk uitgaat naar het verwaarden van de totale reststroom, de zogenaamde vierkantsverwaarding’, vervolgt Van der Kooij. ‘De vezels kunnen gebruikt worden in de papier- en kartonindustrie en de C5-suikers in de chemische industrie. Een rendabele bioraffinaderij voor C6-suikers vraagt grotere volumes. Het aanbod van reststromen moet daarvoor een factor twee of drie groter zijn. Daardoor zijn ook reststromen uit andere provincies dan alleen Zuid-Holland nodig. Dat vraagt echter wel logistieke kunstgrepen: het centraal voorbewerken van reststromen in tweetrapsprocessen tot eiwitten, sapstromen en perskoek en die weer centraal in een derde trap te verwerken.’
Vierkantsverwaarding
Wat het vervolgtraject van het onderzoek van Royal HaskoningDHV moet worden, moet volgens Van der Kooij in de komende periode duidelijk worden. ‘In september hebben we samen met Grassa een geslaagde demonstratie uitgevoerd van de raffinage van enkele reststromen. Daar zijn diverse soorten biomassa – zoals grassoorten en resten van komkommer- en waterplanten in de installatie verwerkt tot een eiwitstroom en vezels.’
Al met al zal volgens Van der Kooij alle aandacht uitgaan naar het sluitend maken van de business case en het realiseren van een eerste pilotinstallatie. ‘Wij hebben met de studie laten zien dat je bepaalde waardevolle stromen kunt genereren uit biomassa, maar vervolgens is het cruciaal dat er een industrie aanwezig is die het product afneemt. Daarom hebben we in onze studie met relatief lage opbrengstprijzen voor deze producten gerekend. Diverse chemische industrieën hebben interesse in deze suikers als aanvulling op andere suikerstromen als grondstof voor hun productieprocessen. Met een pilot willen we dit nu op kleine schaal gaan realiseren, samen met het Kenniscentrum Plantenstoffen en Bio Base Westland.’
Kip-en-ei-kwestie
In de visie van Van der Kooij is het vervolg ook een kip-en-ei-kwestie: ‘De gewonnen producten uit de reststromen moeten betaalbaar zijn en tegelijkertijd moeten het grote volumes zijn. Het is dan noodzakelijk om het aanbod van gewasresten, de installaties voor voorbehandeling en de eindafnemers bij elkaar te brengen. Je moet een spreekwoordelijk treintje maken. Een van de aanbevelingen uit de studie is om een volgende stap te zetten en een pilotopstelling te realiseren om het bestudeerde in praktijk te brengen. Voor de realisatie van deze pilotopstelling op een schaal van ongeveer 40.000 ton per jaar is met het Kenniscentrum Plantenstoffen en Bio Base Westland een “twee-stappenaanpak” op papier uitgewerkt. Het is ons gezamenlijke streven om met deze pilot tot opschaling te komen. Bij voldoende succes en schaalgrootte kan de verbrede opschaling tot stand worden gebracht waarbij ook C6-suikers worden gewonnen. Wij nodigen iedereen die geïnteresseerd is om deel te nemen aan de pilot, dan ook van harte uit.’
