Bioforever, kort voor biobased products from forestry via economically viable European routes, is in september gelanceerd. Anton Robek, verantwoordelijk voor verspreiding en toepassing van de projectresultaten, is van mening dat marktmechanisme de reden is waarom dit project realiteit is geworden.
“In de VS heeft de overheid het gebruik van maïsethanol als brandstof al ingeperkt. Daarom worden momenteel op dat continent diverse fabrieken voor tweedegeneratie-bio-ethanol ontwikkeld en gebouwd. Ook in Europa wordt gesproken over een mogelijke begrenzing van eerstegeneratie-bio-ethanol en derivaten. Bovendien gebruikt de industrie liever non-foodgrondstoffen om pijnlijke discussies over voeding versus brandstof of voeding versus materiaal te vermijden. Het maakt niet uit of de argumenten tegen voedingsgewassen voor brandstof, materialen of chemische stoffen gerechtvaardigd zijn of niet, zo gaat het nu eenmaal in de industrie.”
Drie typen grondstof
Dus als de Coca-Cola’s, Danone’s of Lego’s van deze wereld geïnteresseerd zijn in biobased chemische stoffen/kunststoffen, zouden de bouwstenen ervan bij voorkeur afkomstig moeten zijn van niet-eetbare biomassa, bijvoorbeeld lignocellulose. Volgens Robek gaat het Bioforever-consortium zich focussen op biomassa afkomstig van hout maar zullen er drie verschillende typen lignocellulose biomassa in overweging worden genomen: traditionele houtsnippers/-korrels, gewasresten en energiegewassen. “De beste kansen voor nu zie ik in afvalhout, gewasresten en energiegewassen zoals ‘energieriet’ of snelgroeiende populier, vooral vanwege de beschikbaarheid en de prijs per ton. Traditionele houtsnippers/-korrels zijn op dit moment te duur, deels vanwege energiesubsidies. Laat ik het zo zeggen: als de prijs per ton droge stof 70 euro zou zijn, zou het zakelijk aantrekkelijk worden. Maar de huidige prijzen van houtsnippers liggen boven de 100 euro. In termen van kwaliteit (heterogeniteit etc., red.) zou deze grondstof echter perfect zijn aangezien de voorbehandelingsstappen over het algemeen eenvoudiger zijn vergeleken met ‘pluizige’ gewasresten.”
Cruciale stappen
Robek benadrukt dat de selectie en voorbehandeling van biomassa de allerbelangrijkste stappen zijn in het proces van biomassa naar halffabricaten. Als de kwaliteit en/of homogeniteit van de input is aangetast, zal de output waarschijnlijk ook van mindere kwaliteit zijn. Dit zou kunnen werken voor sommige producten, maar bijvoorbeeld voor specialistische chemische stoffen en diverse kunststoffen moet de kwaliteit van de onderliggende bouwstenen puntgaaf zijn. Zo niet, dan komen de daaruit voortvloeiende zuiveringskosten nog eens bovenop de totale verwerkingskosten. Onder de paraplu van Bioforever zullen vier voorbehandelingsmethoden worden onderzocht en/of opgeschaald: een combinatie van stoomexplosie en zuur, zoals gedemonstreerd in de BPF in Delft, zeer geconcentreerd hydrochloorzuur (Zambezi-proces van Avantium), het gepatenteerde BALI-proces (met gebruik van sulfieten, red.) van Borregaard en AVAP (gebaseerd op organosolv, red.) van API, ook een gepatenteerd proces. De eerste twee processen bevinden zich in het pilot-/demostadium, de laatste twee zijn al wat verder gevorderd. Robek ziet dit niet per se als een wedstrijd tussen de bovengenoemde technologieën, met maar één winnaar. “Dat hangt af van de prestaties van het eindproduct of het halffabricaat, wat weer afhangt van het eindproduct. Zo is Avantium – partner in Bioforever – geïnteresseerd in het maken van FDCA uit lignocellulose. Bij deze toepassing is zuiverheid van de C5- en C6-suikers zeer belangrijk voor de conversie naar furanics. Overbodig te zeggen dat de kostenstructuur en robuustheid van de technologieën ook een rol spelen.”
Vijf waardeketens
Zoals eerder vermeld, gaat het Bioforever-consortium vijf verschillende waardeketens onderzoeken, op basis van diverse grondstof-procescombinaties: bio-ethanol (brandstof, bouwsteen), butanol, FDCA, ligninederivaten en C5-/C6-suikers voor fermentatiedoeleinden. Harry Spuyman (DSM), de eindcoördinator van Bioforever, legt uit dat het Bioforever-project in 2019 zal worden afgesloten met een blauwdruk van diverse blauwdrukken voor een fabriek op industriële schaal. Qua volume zou een dergelijke faciliteit vooral C5-/C6-suikers en lignine produceren. De kosteneffectiviteit van die stromen moet dus gegarandeerd zijn om hier een haalbare businesscase van te kunnen maken. Uitgaande van de huidige parameters zou lignine ook hoger gevaloriseerd moeten worden dan alleen maar in hitte (via meeverbranding). “De meeste parameters zullen tijdens het project waarschijnlijk wel verschuiven”, aldus Robek. “We streven naar een faciliteit die tussen de 1 en 3 miljoen ton droge stof per jaar kan verwerken. Deze bandbreedte is vergelijkbaar met bestaande fabrieken in de papier- en pulpsector, die al veel langer biomassa verwerken.”
Commercieel potentieel
Een dergelijke faciliteit zou op zijn vroegst in 2022/2023 operationeel kunnen zijn. In termen van CAPEX denkt Robek dat een grootschalige faciliteit (waar 3 miljoen ton biomassa wordt verwerkt) ongeveer 750 miljoen euro zou kosten. Als deze faciliteit geen gebruik zou kunnen maken van bestaande infrastructuur voor elektriciteit en warmte, zouden de kosten oplopen tot 1 miljard. “We gaan ook kijken naar diverse financieringsmogelijkheden voor een dergelijke faciliteit, maar dat is pas later. Er zijn talloze vormen mogelijk. Belangrijker is de wereldwijde belangstelling voor conversie van lignocellulose biomassa op industriële schaal, deels vanwege milieubeleid, deels vanwege het commerciële potentieel ervan.”
DSM
DSM is één van de 14 private partners in Bioforever. De Nederlandse Life Sciences en Materials Sciences-onderneming is actief op diverse gebieden die relevant zijn voor de biobased economie, zoals de ontwikkeling van enzymen en biobased materialen. Harry Spuyman: “DSM is geïnteresseerd in de gehele waardeketen: van biomassaselectie tot eindproduct. Als producent van enzymen zijn we bijzonder nieuwsgierig naar enzymatische hydrolyse, dat spreekt voor zich. Binnen het toepassingsgebied van Bioforever zou het interessant zijn om te zien of het hiervoor genoemde proces zo kan worden verfijnd dat het onregelmatigheden in bepaalde grondstoffen corrigeert. Voorlopig is het nog te vroeg om daarover te speculeren. We staan nog maar aan het begin.”
Bioforever
Bioforever wordt uitgevoerd onder de overkoepelende organisatie Bio Based Industries Joint Undertaking (BBI JU), een publiek-private samenwerking tussen de Europese Unie en het Bio-based Industries Consortium. Het projectconsortium bestaat uit 14 Europese bedrijven. Het project heeft een looptijd van 3 jaar (van september 2016 tot september 2019) met een totale investering van 16 miljoen euro.
