De drijfveer voor dit project ligt in duurzaamheidswensen van de brandowners. Ook de chemische industrie wenst minder afhankelijk te zijn van fossiele grondstoffen en wil CO2-uitstoot verminderen.
Gft-afval, zeefgoed uit waterzuiveringsinstallaties, luiervulling en dierlijke mest: dat zijn de vier grondstoffen waarmee op laboratoriumschaal is aangetoond dat ze effectief kunnen worden omgezet in furanen. Deze grondstoffen voor bio-aromaten kunnen onder meer worden gebruikt voor de productie van plastics en coatings.
‘In de eerste fase van het Waste2Aromatics-project van Shared Research Center Biorizon hebben we laten zien dat de technologie werkt, batchgewijs op kleine schaal in het laboratorium en dat dit een veelbelovende businesscase is’, vertelt Monique Wekking, Senior business developer bij TNO, dat samen met VITO en de Green Chemistry Campus initiatiefnemer is van Biorizon.
Pilotfabriek
‘In de onlangs gestarte tweede fase gaan we die processen niet alleen opschalen, maar ook continugewijs uitvoeren, zodat we een goede vertaling kunnen maken naar in eerste instantie een pilotfabriek en later een commerciële fabriek. Als alles volgens planning verloopt, hopen we in de herfst van 2017 duidelijk te hebben of de processen op continuschaal goed zijn uit te voeren. We verwachten in dat stadium ook tot een dusdanig onderbouwde businesscase te zijn gekomen. Gezamenlijk moet dit leiden naar een besluit voor een te bouwen pilotfabriek, die in 2019/2020 operationeel zou kunnen zijn.’
Eén van de projecten binnen Biorizon is dus Waste2Aromatics, dat zich richt op de omzetting van (hemi)cellulose uit afvalstromen, waarbij de in de reactor gevormde C5- en C6-suikers reageren tot het eindproduct van de afvalindustrie en het halffabrikaat voor de chemische industrie: de furanen. Hiervoor worden twee conversietechnologieën gebruikt: voor droge biomassa als gft is dat SHS (‘super heated steam’) waarbij oververhitte stoom door de biomassa wordt geleid, het tweefasen vloeistofreactiesysteem is vooral geschikt voor slurries, zoals zeefgoed.
Breed scala
Niet alleen de procescondities in de reactorsystemen, maar ook de manier waarop de grondstoffen zijn aangeleverd (hoe fijn de gft is geshredderd, deeltjesgrootte van zeefgoed, drogestofgehalte, vervuilingen, combinaties van afvalstromen et cetera) zijn bepalend voor de opbrengst en het rendement van het proces. ‘In een aantal werkpakketten gaan we aan de slag met de voorbehandeling van de biomassa, de reactie, de scheiding, het residu en het product. Met de resultaten uit die optimaliseringsslag kunnen we de businesscase verder onderbouwen. Hierbij is het belangrijk te melden dat we in principe drie typen halffabrikaten kunnen maken, wat onder meer afhankelijk is van de grondstof. Die furanen staan als halffabrikaat aan de basis van een enorm breed scala aan gefunctionaliseerde aromaten, die door de chemische industrie in een vervolgstap kunnen worden gesynthetiseerd’, licht Monique Wekking toe. Wereldwijd produceert de chemische industrie een kleine 90 miljoen ton aan aromaten per jaar, een hoeveelheid die jaarlijks met 4 tot 5 procent groeit. Hiervan kan dus een essentieel deel uit biomassa vervaardigd worden.
Hele keten aan boord
Het consortium van organisaties dat participeert in de tweede fase van het project beslaat de hele waardeketen, van afvalbedrijven (Orgaworld, AEB, Twence, Vereniging Afvalbedrijven, Knowaste) en waterzuiveraars (Stowa, Waternet) tot belanghebbende organisaties (Biobased Delta, Havenbedrijf Amsterdam) en een ontwerper en bouwer van pilotfaciliteiten (Zeton). Met Sabic, een petrochemisch bedrijf en producent van polymeren, is ook een gebruiker van aromaten vertegenwoordigd. TNO levert de technologie en coördineert het project.
‘Sabic, maar ook Biobased Delta die een uitgebreid chemisch netwerk achter zich heeft staan, vormen een klankbord om te toetsen of we de juiste dingen doen. Zij kunnen met specificaties voor de halffabrikaten komen die nodig zijn om de volgende stappen te zetten in het synthetiseren van bio-aromaten. Op basis van de business case die er in deze fase uitkomt, kan worden besloten of we een pilotfabriek gaan bouwen. De capaciteit (een ton of meerdere tonnen per dag, red.) hangt natuurlijk af van de capaciteit van de beoogde commerciële fabriek, die doorgaans een factor honderd groter is. Niet alleen de marktvraag is hierin bepalend, maar ook de beschikbaarheid van grondstoffen, het logistieke proces, de economy of scale en de benodigde engineering. Daarom is het ook zo belangrijk dat de hele waardeketen binnen het project is vertegenwoordigd, want afstemming en optimalisering van al die deelprocessen is cruciaal om te komen tot een kansrijke businesscase.’
