Biorizon: aromaten uit biomassa

We bevinden ons in een proeffabriek. Het jaar: 2021. Op een lopende band liggen bergen witte, donzige vlokken. Is het kunstsneeuw? Zijn het veren? Nee: het donzig-zachte materiaal is luiervulling. Van afgedankte luiers, wel te verstaan. “Dat krijgen we steriel en schoon aangeleverd van afvalbedrijven. Wij maken er weer grondstoffen van voor de chemische industrie en dragen daarmee bij aan de circulaire economie. En dat is maar één voorbeeld van het hergebruik van organisch afval door Biorizon.” Aan het woord is Monique Wekking, senior business developer bij TNO en het Shared Research Center Biorizon. Biorizon bevindt zich op de Green Chemistry Campus (GCC) in de gemeente Bergen op Zoom, waar jonge technologiebedrijven grondstoffen ontwikkelen uit plantaardig afval. Het doel: commerciële productie van deze grondstoffen én verduurzaming van de chemische industrie. Monique brengt met hart en ziel partijen bij elkaar om samen aan deze wereldwijde uitdagingen te werken.

Alternatieven voor fossiele grondstoffen

Monique vertelt enthousiast verder. “Om klimaatverandering tegen te gaan, moeten we alternatieven bedenken voor fossiele grondstoffen en de CO2-uitstoot verminderen. De chemische industrie wil verduurzamen, ook omdat de consument daarom vraagt. Wij van TNO willen hier graag met onze expertise aan bijdragen. Dus hebben we samen met het Vlaamse VITO en het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) Biorizon opgezet om een duurzaam alternatief voor aromaten te ontwikkelen. Dat zijn belangrijke grondstoffen voor de chemische industrie: 40% van alle chemicaliën zijn aromatisch van aard.” Aromaten worden onder andere gebruikt in smeermiddelen, plastics, coatings en verf.

"Voor één partij zijn deze duurzame innovaties te duur. Daarom delen we de Research & Development, de kosten én de baten"

Herbruikbaar afval

Samen met afvalbedrijven en andere belangrijke partners in de keten onderzoekt TNO verschillende afvalstromen op bruikbaarheid: gft, mest, vulling uit luiers en incontinentiemateriaal, en zeefgoed. Dit laatste blijft over bij rioolwaterzuivering en bestaat voornamelijk uit wc-papiervezels. Monique: “De afvalindustrie is zeer geïnteresseerd in onze innovaties. Maar voor één partij is het te ingewikkeld en te duur om die op de markt te brengen. Vandaar dat we er op de Shared Research-manier van Biorizon sámen aan werken, met de industrie zelf. Om de kosten te delen, maar straks ook de baten.”

Waste2Aromatics

In een van hun projecten met onder meer de afvalindustrie, ‘Waste2Aromatics’, gebruikt Biorizon suikers uit organisch afval om furanen te maken. Furanen zijn de eerste stap voor bio-aromaten. In een ander project, BIO-HArT, zet TNO furanen om in bio-aromaten, samen met de chemische industrie en andere kennisinstellingen. En daarmee heeft de chemische industrie voor het eerst een duurzaam alternatief in handen. Een belangrijke stap naar een circulaire economie en minder CO2-uitstoot.

Commerciële productie van bio-aromaten

Biorizon heeft als doel om in 2025 de commerciële productie van bio-aromaten mogelijk te maken, als onderdeel van een biobased economy. De vooruitzichten zijn positief, maar onderzoek is duur. Monique: “Daarom zijn we ook zo blij met de 5 miljoen euro die we recent van de provincie Noord-Brabant hebben gekregen. Daarmee, en met de investeringen van TNO, Vito, ECN en de industrie, kan Biorizon de productie van bio-aromaten sneller naar het gewenste commerciële niveau tillen.”

Minder afval, minder CO2

Momenteel gebruikt de chemische industrie aromaten uit aardolie. En dat terwijl 25 à 30% van de organische afvalberg geschikt is om bio-aromaten van te maken. Monique: “Dat zou dus een schonere wereld betekenen door minder afval, maar ook een enorme CO2-reductie van tussen de 50 en 75%. Het mooie is dat we met TNO-technologie ook bio-aromaten kunnen maken die je niet uit fossiele grondstoffen kunt maken – en die zorgen voor een beter product. Dit hebben onze industriële partners al getest in bijvoorbeeld coatings. Nóg een voordeel van de biobased economy.”

Stijgende vraag naar aromaten

In de chemische industrie stijgt de toch al grote vraag naar aromaten jaarlijks met zo’n 5%. Uit al het organisch afval in Europa zou je ieder jaar 5 - 15 miljoen ton bio-aromaten kunnen maken. Monique: “Dat afval wordt op dit moment vergist, gecomposteerd of verbrand. Mest, gft, luiervulling en zeefgoed gebruiken voor furanen en bio-aromaten is nieuw; het is een echte biobased innovatie.”

"Vorig jaar ben ik moeder geworden, dus ik weet hoeveel luiers er in een week doorgaan"

Afval wordt grondstof

Monique voorspelt grote veranderingen binnen de afvalindustrie. “De hele afvalinzameling gaat veranderen. Afval is dan niet langer een onbruikbaar restproduct dat je moet vernietigen, maar een waardevolle grondstof. Zodra er goede en winstgevende technologie bestaat om bijvoorbeeld luiers tot nieuwe grondstoffen te verwerken, gaan meer gemeentelijke afvalverwerkers dit gescheiden inzamelen.” Lachend: “Ik ben vorig jaar moeder geworden. In die korte tijd zijn er aardig wat luiers doorheen gegaan. Allemaal goede grondstoffen! Door mijn kindje vind ik mijn werk nog waardevoller. Je wilt toch dat je kinderen en kleinkinderen in net zo’n fijne wereld kunnen opgroeien als jijzelf.”

Proeffabriek voor bio-aromaten

Monique Wekking en haar collega’s van TNO werken momenteel ook aan plannen voor een proeffabriek voor de productie van bio-aromaten, mogelijk op de Green Chemistry Campus zelf. “In 2021 draait de pilotfabriek hopelijk op volle toeren. Ons businessplan ziet er goed uit. En is de proeffabriek een succes, dan volgt de eerste fabriek in bio-aromaten. Wie weet staat die straks wel in de provincie Noord-Brabant!”

Partners Biorizon

Biorizon is een samenwerkingsverband tussen TNO, het Vlaamse VITO, het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) en de Green Chemistry Campus.

Partners Waste2Aromatics

In het Waste2Aromatics-project werken de volgende organisaties samen: TNO, AEB, Twence, Orgaworld, Waternet, Knowaste, STOWA, Vereniging Afvalbedrijven, Port of Amsterdam, SABIC, Biobased Delta en Zeton. TNO coördineert het project; financiering komt o.a. van TKI Chemie.

Partners BIO-HArT

In het BIO-HArT-project werkt TNO samen met VITO, Avantium, Chemelot InSciTe, Universiteit Antwerp, KU Leuven, Bio Base Europe Pilot Plant, Technische Universiteit Eindhoven, Maastricht Universiteit en DSM Materials Science Center. TNO coördineert; Interreg V Flanders-The Netherlands is één van de financierders.

Plantaardige grondstoffen uit afval: cijfers & feiten

• Het potentieel voor een biobased economy is enorm, zoals uit deze cijfers blijkt: Europa: 214 miljoen ton huishoudelijk afval per jaar

• Nederland: 59 miljoen ton huishoudelijk afval per jaar (of 500 kg per persoon)

• Eén kindje gebruikt gemiddeld 4 à 6.000 luiers

• Ca. 3% van totale aantal huishoudelijk afval bestaat uit luiers

• 25-30% van huishoudelijk afval is potentieel herbruikbaar organisch materiaal

• Uit Europees huishoudelijk afval kan jaarlijks 5-15 miljoen ton bio-aromaten gemaakt worden (grondstof voor o.a. verf en smeermiddelen)

• Wereldwijde vraag naar aromaten per jaar: ca. 90 miljoen ton

• Gebruik van bio-grondstoffen (vs. fossiel) resulteert potentieel in 50-75% minder CO2-uitstoot.