Het Noord-Brabantse Pyrochem-project wil de chemische recycling van plastic afval en de pyrolyse van andere reststromen optimaliseren en opschalen. De ambitie: vanaf 2030 jaarlijks één miljoen ton afvalplastic verwerken tot nieuwe grondstoffen voor de chemische industrie.

Plastic afval dat nu niet geschikt is om te recyclen, is vaak te vervuild of bestaat uit meerdere lagen. Alleen al in Nederland verbrandt men daardoor jaarlijks 629 kiloton plastic afval. In het Pyrochem project ontwerpt Waste4ME een demonstratiefabriek met een capaciteit van 35 kiloton. Daarnaast ontwikkelen de projectpartners een Waste2Chem open innovatiecluster. Hier kunnen MKB’ers tegen gunstige voorwaarden gebruik maken van de faciliteiten en het netwerk van de Pyrochem projectpartners. De partners van het Pyrochem project willen vanaf 2030 jaarlijks één miljoen ton plastic chemisch recyclen tot waardevolle grondstoffen. Dat reduceert elk jaar 1,7 miljoen ton CO2-equivalenten en bespaart 550 kiloton aan aardolie.

Samenwerking

Port of Moerdijk biedt een locatie voor vestiging van pyrolyse-installaties op commerciële schaal. Waste4ME maakt een ontwerp voor de proeffabriek en test vijf afvalstromen afkomstig van afvalverwerker Renewi. Van der Kooy deelt zijn faciliteiten en kennis rond het recyclen van oliën en vetten. De Green Chemistry Campus legt de verbinding met het circulaire ecosysteem in de regio. En biedt een locatie voor pyrolyse-activiteiten op demoschaal. De Brabantse Ontwikkelingsmaatschappij (BOM) ontwikkelt het innovatiecluster en Avans Hogeschool biedt kennis op het gebied van pyrolyse en Life Cycle Analysis.

Het Pyrochem project heeft een waarde van 2,9 miljoen euro.

Afvalplastics die moeilijk mechanisch te recyclen zijn, kunnen na de zomer voor verwerking naar een nieuwe installatie van Sabic en Plastic Energy in Geleen. Deze maakt er Tacoil van, een synthetische olie die Sabic in zijn krakers op Chemelot verwerkt tot nieuwe polymeren.

Ongeveer een jaar geleden begon de engineering en bouw van de plasticrecyclingfabriek. Het is de eerste pyrolyse-installatie op commerciële schaal van Sabic en Plastic Energy. De demofabriek krijgt een productiecapaciteit van 15 kiloton Tacoil per jaar. De twee partijen hebben het EPCM-contract toegekend aan Worley.

Het gepatenteerde proces voor de fabriek is van Plastic Energy. Dit bedrijf noemde het proces Thermal Anaerobic Conversion (TAC), vandaar de naam Tacoil. Het heeft ook al installaties in Almeria en Sevilla (Spanje), die sinds respectievelijk 2016 en 2017 operationeel zijn.

Het project op Chemelot wordt gerealiseerd binnen een 50/50 joint venture van Plastic Energy en Sabic. De joint venture heet SPEAR: Sabic Plastic Energy Advanced Recycling. In 2020 vormde Plastic Energy ook een 40/60 joint venture met TotalEnergies voor de bouw van een installatie met een capaciteit van 15 kiloton per jaar op de Grandpuits site van TotalEnergies in Frankrijk. Deze fabriek moet operationeel zijn in 2023.

Tweede recyclingfabriek

Een vervolg daarop kondigde Plastic Energy begin dit jaar aan. Het bedrijf bouwt voor TotalEnergies een tweede recyclingfabriek in Sevilla die vanaf begin 2025 zo’n 33 kiloton afvalplastics gaat verwerken. Een proef met Tacoil in de installaties van Total in Antwerpen is al succesvol uitgevoerd.

Ook in de Verenigde Staten (Texas) timmert Plastic Energy aan de weg. In een joint venture met Freepoint Eco-systems bouwt het bedrijf daar een vergelijkbare fabriek als in Sevilla. Deze krijgt eveneens een capaciteit van 33 kiloton afvalplastics per jaar en moet medio 2024 operationeel zijn. De Tacoil gaat naar de installaties van TotalEnergies in Texas.

En in het Verenigd Koninkrijk doet ook Ineos op dit moment proeven met Tacoil. Als die positief uitvallen in haar Schotse Grangemouth-installaties, zou dat een goeie basis zijn voor nóg een grootschalige recyclingfabriek.

Watersysteem

Voor de fabriek op Chemelot die na de zomer al operationeel moet zijn, bouwt Nalco Water een circulair watersysteem, zodat er geen afvalwater naar de waterzuivering of het milieu gaat. Nalco Water heeft het systeem ontworpen en gaat het ook exploiteren en onderhouden. Het circulaire watersysteem voorkomt de lozing van zo’n vijf kubieke meter afvalwater per uur naar de afvalwaterzuivering. Vergeleken met heel Chemelot – 3.400 kubieke meter afvalwater per uur – is dat een beperkte hoeveelheid maar het sluit perfect aan bij de circulaire gedachte en doelstelling van zowel Sabic en Plastic Energy als Chemelot.

Itero gunt Fluor het contract voor de engineering van zijn recyclingfabriek. De fabriek moet in 2024 draaien op de Brightlands Chemelot Campus. Het gaat om een totale investering van 25 miljoen euro.

De fabriek maakt gebruik van Itero’s gepatenteerde modulaire technologie. De installatie zal jaarlijks 27.000 ton plastic afval omzetten in waardevolle oliën, was en gas. Die zijn bruikbaar als grondstof voor de productie van nieuwe plastic en petrochemische producten. Het contract wordt uitgevoerd door het kantoor van Fluor in Amsterdam. Fluor werkt samen met Itero en Brightlands aan het locatiespecifieke ontwerp van de installatie.
De fabriek zal, zodra ze operationeel is,  dertig lokale banen creëren.

Ware grootte

Volgens Simon Hansford, CEO van Itero is deze aankondiging een opstap naar de eerste fabriek van Itero op ware grootte.De ambitie van Itero is om in de komende jaren een grotere, commerciële fabriek met meerdere modules in de regio te bouwen. De gepatenteerde geavanceerde recyclingtechnologie van het bedrijf maakt het mogelijk afvalplastic continu te recyclen en biedt daarmee een echte circulaire oplossing voor het wereldwijde afvalplasticprobleem.

De afgelopen maanden volgden de aankondigingen voor plastic pyrolyse initiatieven in Nederland elkaar in hoog tempo op. Wat is de stand van zaken?

Hoewel wegwerp plastic tasjes al een aantal jaar in de ban zijn gedaan en ook andere plastic wegwerpartikelen in steeds meer landen worden verboden, is het plastic-afval-probleem nog lang niet opgelost. De Nederlandse overheid heeft zich tot doel gesteld om in 2030 de helft van al het plastic te produceren door hoogwaardige recycling en het gebruik van biobased grondstoffen. Zou chemische recycling in de vorm van pyrolyse een doorbraak kunnen zijn om de niet aflatende groei van de plasticberg te keren en de chemische kringloop te sluiten?

Geen ingewikkeld proces

Bij plastic pyrolyse gebeurt eigenlijk hetzelfde als in een thermische kraker. Bij een hoge temperatuur (300-900 graden Celsius) en zonder zuurstof worden de lange ketens van de polymeren afgebroken tot pyrolyse-olie. Pyrolyse is geen ingewikkeld proces en het kan worden gebruikt om zowat ieder type plastic en mengstromen om te zetten. Bovendien kost het proces minder energie dan men zou denken. Het proces vindt plaats bij hoge temperatuur, maar het restproduct kan worden gebruikt in de energievoorziening. Een ander voordeel is dat de pyrolyse-olie minder vervuilingen bevat dan het originele plastic. Anorganische verontreinigingen en inerte stoffen blijven in het bodemproduct achter.

Pyrolyseproeftuin

‘Het verwerken van een plastic stroom tot een bruikbaar product is een moeilijk traject’, vertelt Jayand Baladien, commercieel directeur van het Havenbedrijf Moerdijk. Baladien was betrokken bij de afronding van de Pyrolyse Proeftuin Zuid-Nederland in Moerdijk. De afgelopen jaren vormde de Pyrolyse Proeftuin het hart van de innovaties op het gebied van plastic pyrolyse. ‘Bij recycling spelen waardeketens een grote rol. Dat begint aan de aanbodzijde. Er moet voldoende aanbod zijn dat ook nog van de juiste kwaliteit is. Daarnaast speelt logistiek een grote rol: Hoe krijg je de grondstoffen bij jouw installatie? En natuurlijk de technologie: Welke toleranties heb je in grondstoffen, voorbewerking, product en opzuivering? Je moet ook rekening houden met de afnemers, het product moet immers ook aan hun specificaties voldoen. En niet te vergeten: de wetgeving voor deze processen is ingewikkeld en nog in ontwikkeling.’

‘Als het te recyclen plastic het label ‘afval’ krijgt, mag je daar niet zomaar nieuwe producten van maken.’

Jayand Baladien – commercieel directeur Haven Moerdijk

Onzuivere grondstoffen

Een probleem van plastic recycling is dat het beschikbare materiaal geen homogene kwaliteit heeft. Op zich maakt dat voor het pyrolyseproces niet uit, maar voor het product wel. Om de juiste kwaliteit pyrolyse-olie te verkrijgen, zijn in de Pyrolyse Proeftuin potentiële afnemers nauw betrokken. Eén daarvan is Shell. Richard Zwinkels, directeur van Shell Moerdijk: ‘Plastics zijn helaas niet zuiver na de inzameling. Onzuiverheden komen bijvoorbeeld door kleurstoffen of addititieven die gebruikt worden om er verpakkingsmateriaal van te maken en daarmee geschikt voor marketingdoeleinden. Tevens zijn sommige plasticsoorten zoals PVC minder geschikt om chemisch te recyclen. Dit is niet honderd procent te scheiden van de meer geschikte soorten. Dit levert componenten op in de pyrolyse-olie die je niet kunt verwerken in een kraakproces.’

Shell kijkt daarom ook met interesse naar de ontwikkelingen in de Pyrolyse Proeftuin. Ook ontwikkelde het bedrijf een technologie om de pyrolyse-olie te upgraden. Hierdoor kan pyrolyse-olie met een breder scala aan kenmerken in de krakers worden gebruikt. Een andere grote uitdaging is het opschalen van de technologie. Om de ambities voor 2030 waar te maken, moet er nog een hoop gebeuren.

Waar vestigen?

Wat de ideale vestigingslocatie voor een plastic pyrolysefabriek is, is nog een vraag. ‘Je kunt overwegen om een pyrolyse-fabriekje neer te zetten naast een afvalverwerker, zodat je het plastic niet hoeft te vervoeren. Maar wil je schaalgrootte creëren, dan zijn de risiconiveaus hoger en kun je beter kiezen voor een industriegebied waar grotere stromen plastic gemakkelijk kunnen worden aangevoerd en waar je dichter bij de afnemer zit’, aldus Baladien.

Zwinkels: ‘Naarmate wij meer ervaring hebben opgedaan met welke soorten plastics geschikt zijn als grondstof en het opzuiveringsproces, zal het ook duidelijker worden wat de meest strategische lokatie wordt voor eventuele uitbreiding. Momenteel hebben we gekozen om de pyrolyse-olie in te zamelen bij de fabrieken van bijvoorbeeld Pryme of BlueAlp.’

‘We zien dat er regelgeving ontstaat voor een gelijk speelveld.’

Richard Zwinkels – directeur Shell Moerdijk

Niet labelen als afval

Op het moment vormt ook wetgeving een struikelblok voor chemische recycling van plastic. ‘Als het te recyclen plastic het label ‘afval’ krijgt, mag je daar niet zomaar nieuwe producten van maken. Misschien valt daar te leren van andere ketens waarin dit al gebeurt, zoals in het geval van glas of staal.’ Baladien is afkomstig uit de staalsector, dus zijn kennis hierover komt goed van pas. ‘Scrap dat terug de hoogovens ingaat, is niet gelabeld als afval en wordt dus als grondstof behandeld.’ Daarnaast moet in de wetgeving worden geregeld dat er geen oneerlijke geldstromen ontstaan. ‘Voor het verwerken van afval krijg je geld. Als je er daarna producten van maakt, die je kunt verkopen, zou je er nogmaals aan verdienen. Het is belangrijk dat dit goed wordt gereguleerd.’

tekst gaat verder onder de afbeelding
pyrolyse

(c) Shell

Roadmap

Zwinkels ziet dat het wel de goede kant op gaat. ‘De energietransitie is duidelijk aan het versnellen. We zien dat overheden en regulerende instanties meer en meer belang hechten aan de circulaire economie en er regelgeving ontstaat voor een gelijk speelveld.’ Zo werd begin dit jaar de Roadmap Chemische Recycling kunststoffen 2030 gepresenteerd om investeringen in chemische recycling te versnellen. De roadmap dient om verschillende het hoofd te bieden, het investeringsklimaat te verbeteren en de samenhang van de keten te versterken. Dat gaat bijvoorbeeld om het ontwikkelen van een uniform meet- en registratiesysteem van koolstof en CO2 impact, het opstellen van specificaties voor het inzamelen en sorteren en het beschikbaar stellen van kunststofafval als test batch. Er is ook oog voor subsidies en financiële ondersteuning. Zo is er de komende acht jaar ongeveer 250 miljoen euro beschikbaar vanuit het Groeifonds voor Materialen NL. Daarnaast lopen de DEI+ en de MOOI Regelingen en kunnen bedrijven via Invest-NL ondersteuning krijgen. Ook helpt de Circular Biobased Delta, bijvoorbeeld bij het aanvragen van vergunningen, financiering en verzekeringen en het initiëren van subsidieprojecten.

PyroCHEM Park

Het Havenbedrijf Moerdijk profileert zich nadrukkelijk om een rol te spelen in deze opkomende sector. De Pyrolyse Proeftuin Zuid-Nederland werd afgelopen zomer officieel afgerond, maar de ontwikkelingen gaan door in een kleiner consortium onder de noemer PyroCHEM Park. Naast het Havenbedrijf Moerdijk nemen ook Green Chemistry Campus, BOM, Wast4Me, Van der Kooy en Avans Hogeschool deel. Er werken momenteel in Nederland zo’n honderdvijftig bedrijven in verschillende fases van ontwikkeling aan plastic pyrolyse. Dat is voor het Havenbedrijf Moerdijk een goed gegeven. Baladien: ‘Op het haven- en industrieterrein Moerdijk hier is nog zo’n zestig hectare beschikbaar voor industriële activiteiten. Hiervan willen we er in ieder geval dertig inrichten voor circulaire activiteiten zoals plastic pyrolyse. Deze activiteiten zijn voor ons erg interessant omdat ze het industriële cluster versterken en bijgdragen aan de decarbonisatie van ons haventerrein. We zijn met de bedrijven Waste4Me en Xycle, die vergevorderde plannen hebben om zich hier te vestigen, een lead-traject ingegaan.’ Xycle is een consortium waarin Patpert Teknow Systems, NoWIT BV en Vopak Ventures deelnemen. Patpert Teknow Systems heeft een beproefde technologie die in India al commercieel wordt toegepast. In 2023 hoopt het bedrijf ook in Moerdijk op te kunnen starten. Waste4Me heeft sinds 2019 een demonstratiefabriek in de Pyrolyse Proeftuin en wil deze in eerste instantie opschalen tot 35 kton en wil in de toekomst een miljoen ton pyrolyse olie produceren.

Ondanks dat er nog een aantal struikelblokken te overwinnen is, kan plastic pyrolyse zeker een belangrijke bijdrage leveren om de chemische industrie circulair te maken. De dag dat al het plastic als grondstof kan worden hergebruikt, is nog een stip op de horizon, maar komt hiermee wel een stapje dichterbij. Getuige ook de vele initiatieven van de industrie in binnen- en buitenland.

Projecten

BP – Brightmark: Next Generation Plastic Renewable Plant in Nederland, België of Duitsland naar Amerikaans model. Capaciteit: 100 kiloton plastic per jaar, waarbij zo’n 68 miljoen liter brandstof en nafta wordt verkregen en 22 miljoen liter wax.

Shell – Pryme – BlueAlp: Pryme bouwt een fabriek in Rotterdam waar vanaf 2022 60 duizend ton plastic afval wordt omgezet in pyrolyseolie. Shell neemt de olie af en mengt deze bij in de krakers in Moerdijk en Rheinland. Er zijn plannen voor een tweede fabriek die jaarlijk 350 duizend ton pyrolyse-olie produceert. Oplevering: 2024.

Chemelot – Itero, Recycling Technologies, Plastic Energy, Sabic: Itero bouwt een demonstratieplant op de Brightlands Chemelot Campus om plastic om te zetten in pyrolyse-olie, -gas en wax. Capaciteit: 27 kiloton gemengd en vervuild plastic. Oplevering: 2023. Op Chemelot werken ook Recycling Technologies en Plastic Energy (in samenwerking met Sabic) aan plastic pyrolyse. De installatie van Plastic Energy wordt in 2022 in gebruik genomen en produceert dan zo’n vijftien duizend ton pyrolyse-olie per jaar.

Dow – Fuenix – Haldor Topsoe: Fuenix Ecogy Group levert pyrolyse­olie aan Dow, die deze gebruikt in haar plasticsproductie. Dow wil in 2025 minimaal honderdduizend ton gerecycled plastic in het productaanbod in de EU te hebben. In Terneuzen wordt daarnaast een Market Development Unit gebouwd (capaciteit: tienduizend ton per jaar) die gebruikmaakt van de PureStep-technologie van Haldor Topsoe.

Renasci – BlueAlp, Indaver: Renasci heeft in Oostende een pyrolyse­installatie van BlueAlp met een capaciteit van 120 duizend ton per jaar in bedrijf. Indaver bouwt in Antwerpen een demonstratie­installatie om vijftienduizend ton plastic per jaar te verwerken.

Shell wil uiterlijk in 2025 één miljoen ton plastic afval per jaar verwerken in haar chemiefabrieken wereldwijd. Een belangrijke stap naar het realiseren van deze ambitie is de strategische samenwerking die het concern is aangegaan met BlueAlp. Samen gaan ze BlueAlps technologie voor het omzetten van plastic afval naar pyrolyse-olie verder ontwikkelen, opschalen en implementeren.

Ongeveer een jaar geleden nam BlueAlp op het terrein van RenaSci in Oostende haar eerste commerciële installatie in productie. In de loop van dat jaar zijn de bottlenecks en kinderziektes van de nieuwe installatie opgelost en sinds juni draait de installatie full-scale. De installatie had op dat moment al meer dan een miljoen kilo plastic verwerkt en behaalde een consistent rendement van ruim 76 procent. ‘Dat was hoger dan we ooit hadden verwacht’, vertelt Chris van der Ree, CTO van BlueAlp. ‘We verwerken continu 1.400 kilo plastic afval per uur’, stelde Van der Ree in juni. En hij wist ook dat de marktvraag naar pyrolyse-olie groot is. ‘Chemiebedrijven gebruiken deze circulaire olie maar al te graag als grond- of brandstof in hun productieprocessen. We verwachten de komende jaren veel nieuwe opdrachten.’

Dow en pyrolyse-olie
Dow heeft vergelijkbare ambities als Shell. Dit concern wil tegen 2030 één miljoen ton plastic afval inzamelen, hergebruiken of recyclen. In lijn met die plannen werkt het bedrijf samen met Fuenix Ecogy. Ook dit bedrijf heeft een technologie ontwikkeld voor de productie van pyrolyse-olie uit plastic afval. Ook werkt Dow samen met Haldor Topsoe. Gezamenlijk willen ze technologie voor het zuiveren van pyrolyse-olie opschalen. Dow bouwt daarvoor een installatie met een capaciteit van 10.000 ton per jaar op haar site in Terneuzen.

Strategische partner

En nu heeft Shell dus een aandelenbelang van 21,25 procent genomen in BlueAlp. Andere aandeelhouders zijn Mourik, Rumali, Den Hartog en Renasci. De volgende stap is dat Shell en BlueAlp een joint venture oprichten voor de bouw van twee nieuwe installaties in Nederland. Ze verwachten dat deze straks meer dan dertig kiloton plastic afval per jaar kan verwerken.

Deze installaties moeten in 2023 operationeel zijn en leveren dan alle pyrolyse-olie als grondstof aan de krakers van Shell in Moerdijk en Rheinland (Duitsland). Shell onderzoekt nog of ook licenties kunnen worden verleend voor nog eens twee installaties in Azië. Deze moeten het Shell Energy and Chemicals Park Singapore bevoorraden.

‘Met Shell als strategische partner denk ik dat BlueAlp een geweldige kans heeft om uit te groeien tot een wereldleider in de pyrolyse-markt’, zegt Van der Ree. ‘We concentreren ons in eerste instantie op het verhogen van de huidige verwerkingscapaciteit van de technologie. En vervolgens op het in licentie geven van onze technologie aan derden.’

Het Shell-technologieteam in Amsterdam staat klaar om met BlueAlp de technologie verder te verbeteren en op te schalen om grotere hoeveelheden plastic afval te kunnen recyclen. Shell wil ook eigen technologie inzetten om de zuiverheid van de pyrolyse-olie nog verder te verbeteren.

Het BlueAlp-proces in vijf stappen

  1. Voorbehandeling van plastic afval (versnipperen, analyseren, sorteren, drogen).
  2. Smelten en kraken van de kunststoffen.
  3. Condensatie van de gassen uit het kraakproces.
  4. Destillatie van de gecondenseerde vloeistoffen.
  5. Behandeling en opslag van de pyrolyse-olie.

Succesvolle proeven

Shell heeft in Moerdijk overigens al succesvolle proeven gedraaid met de pyrolyse-olie van BlueAlp. Dit gaat het concern nu ook doen met pyrolyse-olie van Pryme. Deze komt op dit moment nog uit Pryme’s R&D-locatie in Gent, maar levert het bedrijf de olie aan vanuit haar eerste testfabriek in Rotterdam. Deze is momenteel nog in aanbouw.

Als alles volgens planning verloopt, is de bouw van deze fabriek aan het einde van het eerste kwartaal in 2022 afgerond. In de loop van het tweede kwartaal volgen de eerste tests en vanaf de tweede helft van volgend jaar moet de installatie klaar zijn voor productie. In een eerste stap gaat de fabriek 35 tot 40 kiloton plastic verwerken (40 kiloton plastic levert ongeveer 30 kiloton pyrolyse-olie op). Gaandeweg voert Pryme de capaciteit op naar 60 kiloton plastic afval. Shell wil ook de olie van Pryme als grondstof gebruiken in zijn krakers in Moerdijk en Rheinland (Duitsland).

De strategische samenwerking van Shell en Pryme voorziet ook in toekomstige leveringen vanuit een tweede fabriek van Pryme. Deze krijgt een productiecapaciteit van 350 kiloton pyrolyse-olie per jaar. De ingebruikname van deze tweede fabriek staat gepland voor 2024.

Pyrolyse van plastic afvalPyrolyse is een chemisch proces waarbij bijvoorbeeld plastic afval zonder zuurstof wordt verwarmd. De langere koolstofketens in polymeren breken daardoor af in kortere moleculen. Deze kunnen vervolgens verder worden verwerkt tot brandstoffen of grondstoffen voor de chemische industrie.

Pyrolyse kan plastic afval van lage kwaliteit recyclen. Dit kan niet worden gerecycled met de traditionele mechanische recyclingprocessen. Het gaat bijvoorbeeld om landbouwplastic en de plastic folies die worden gebruikt om voedsel vers te houden. Dit plastic wordt normaal gesproken gedumpt of verbrand.

For a Dragon’s Den of Transition, the organization of the European Industry and Energy Summit 2021 (EIES2021) is looking for both dragons and innovators. During the closing of the EIES2021 on December 8 in Rotterdam Ahoy, they can make deals to support interesting energy innovations. Sign up now as a dragon or innovator!

Dragon’s Den of Transition is a new part of the Summit. The organization wants to provide a stage for hopeful innovations in the field of European industrial transformation and also help them along the way. These are innovations from start-ups, for example, that could use a boost to reach maturity. The need can be financial, but also support in the areas of marketing, networking, entrepreneurship, business development and more. That is the role of the dragons.

Offers

During the last day part of the two-day Summit, on Wednesday afternoon December 8, five selected companies can pitch their innovations to five Dragons, representatives of development companies, funds, governments, banks and/or investment companies. They can respond to the pitches, make contacts and even make offers.

Journalistic nomination film

Innovators can apply to the editorial staff of Industrielinqs, the organizer of the event. The editors will compile a longlist. Ultimately, at least eight will be selected by a panel (editors and a number of experts). Journalistically prepared nomination films of 112 seconds will be made of these finalists. These films will be published from late October with short articles on the news site www.industryandenergy.eu. Together with the public, the Dragons will determine who will pitch in the Dragon’s Den of Transition on December 8.

Besides innovators, the organization is also looking for dragons. A few organizations have already agreed to provide a dragon, but there are still a few seats available.

Innovators can apply with a brief description of their innovation via redactie@industrielinqs.nl.

For more information about a Dragon chair you can contact editor in chief Wim Raaijen: wim@industrielinqs.nl.

Sabic en Procter & Gamble willen gezichtsmaskers recyclen. Een proefproject toont de haalbaarheid aan van recycling van eenmalige gezichtsmaskers. 

Het huidige gebruik van miljarden wegwerpmaskers tot milieuproblemen. Helemaal wanneer ze worden weggegooid in openbare ruimten, zoals parken, openluchtgelegenheden en stranden. Ook is dat verlies van waardevolle grondstoffen.

Nieuwe grondstoffen

Voor het proefproject verzamelde Procter & Gamble gebruikte maskers. Die waren eenmalig gebruikt door werknemers of  bezoekers van haar productie- en onderzoekslocaties in Duitsland.

De maskers werden eerst versnipperd en vervolgens thermochemisch omgezet in pyrolyse-olie. Pyrolyse breekt het plastic onder druk en hitte af in moleculaire fragmenten, waardoor ook eventueel achtergebleven verontreinigende stoffen of ziekteverwekkers, zoals het coronavirus, worden vernietigd. Op deze manier is het mogelijk grondstof te produceren voor nieuwe kunststoffen die ook kunnen voldoen aan de eisen voor medische producten.

Pyrolyse-olie

De pyrolyse-olie werd vervolgens naar Sabic gestuurd  als grondstof voor de productie van nieuwe PP-hars. ‘Het circulaire PP-polymeer van hoge kwaliteit dat in deze pilot is verkregen, toont aan dat closed-loop recycling haalbaar is door actieve samenwerking van spelers uit de hele waardeketen’, benadrukt Mark Vester van Sabic.

Verder onderzocht

Om de kringloop te sluiten, wordt het PP-polymeer ten slotte geleverd aan Procter & Gamble, waar het wordt verwerkt tot non-woven vezelmateriaal. Het hele proefproject gesloten kringloop, van de inzameling van gezichtsmaskers tot de productie, werd in slechts zeven maanden ontwikkeld en uitgevoerd. Het Fraunhofer Instituut onderzoek momenteel de mogelijkheid van recycling naar andere chemische bouwstenen.

 

TerraWatt Biochar start een pilot rond de productie van biochar uit biogrondstoffen. Biochar legt koolstof uit biomassa vast en verlaagt zo uitstoot van CO2. Het uiteindelijke doel is grootschalige productie van CO2-negatief asfalt en biochar uit reststromen zoals bermgras.

Biochar is een houtskoolachtige stof die ontstaat door biogrondstoffen zuurstofloos te verhitten, ofwel pyrolyseren. Biochar kan koolstof, bijvoorbeeld uit biomassa, eeuwenlang vastleggen en zo klimaatverandering tegengaan. Daarnaast heeft biochar een enorm hoog absorptievermogen. De toepassingen zijn legio. In veevoer zorgt het voor een lagere ammoniak- en methaangasuitstoot en gezondere dieren. Als actief koolfilter haalt biochar zware metalen uit water en lucht. Tot slot absorbeert biochar effectief ammoniak, methaan en stikstof uit grond, mest en lucht.

CO2 opnemen

TerraWatt Biochar wil een bijdrage leveren aan een versnelde transitie naar een CO2-negatieve economie waar CO2 niet langer wordt geproduceerd, maar wordt opgenomen. Daarom plaatst TerraWatt pyrolyse-apparatuur in de demo faciliteit van de Green Chemistry Campus in Bergen op Zoom. Hiermee gaat het bedrijf samples van biochar produceren op basis van verschillende biogrondstoffen. Het doel is om tot de gewenste structuur en kwaliteit te komen voor verschillende toepassingen van biochar, zoals in asfalt, bodemverbeteraars of diervoeder.

Bermgras

Na de pilot wil TerraWatt grootschalig biochar produceren voor toepassing in CO2-negatief asfalt. Daarvoor is al een overeenkomst gesloten met een internationaal opererende producent van CO2-negatief asfalt. Daarnaast wil het bedrijf graag samenwerken met Rijkswaterstaat en Nederlandse asfaltbedrijven om bermgras te pyrolyseren tot biochar om dat vervolgens toe te passen in CO2-negatief asfalt.

Europese kunststofproducenten willen in 2030 7,2 miljard euro investeren in chemische recycling. Dat schrijft de pan-Europese brancheorganisatie PlasticsEurope in een persbericht.

De investering is aanzienlijk hoger dan eerst gepland. Eerder ging het om 2,6 miljard euro in 2025. De aangesloten bedrijven zijn van plan om hun investering in chemische recycling te verhogen om in 2025 1,2 Mt en in 2030 3,4 Mt gerecycled plastic te produceren. Chemische recycling maakt het mogelijk plastic afval te recyclen dat anders wordt verbrand of gestort.

Om de technologie van chemische recycling op te schalen en een bredere systemische verandering te bewerkstelligen, is volgens PlasticsEurope een toolkit nodig die veel oplossingen bevat. De branchevereniging denkt onder meer aan diversificatie van grondstoffen, nieuwe infrastructuur, bedrijfsmodellen, nieuwe materialen en afvalpreventie. Ze pleit ook voor een beleids- en regelgevingskader dat zekerheid biedt en verdere investeringen stimuleert.

De uiteindelijke keuze van Black Bear Carbon om zich te vestigen op het Chemelot terrein is mede bepaald door de stikstofproblematiek in de haven van Rotterdam. Deze keuze blijkt achteraf helemaal niet zo’n slechte. Het Chemelot-terrein biedt de nieuwe pyrolysefabriek alle faciliteiten die het nodig heeft. Met onder andere een potentiële samenwerking met buurman Sabic.

Onder de naam Recovered Carbon Black Nederland (RCBNL) is Black Bear Carbon van plan een fabriek te bouwen op het industriepark Chemelot. Het chemiepark wil uitgroeien tot eerste circulaire hub in Europa. Daar kan Black Bear Carbon een significante bijdrage aan leveren door onder hoge druk en temperaturen grondstoffen uit autobanden terug te winnen. Na decompositie van rubbergranulaat blijft er olie, gas en black carbon over en vooral die laatste stof biedt een circulair alternatief voor een product dat normaal gesproken veel CO2-uitstoot veroorzaakt. Carbon black heeft mechanische en chemische eigenschappen die nodig zijn in de productie van onder andere autobanden, plastics en technische rubbers. Daarnaast wordt carbon black ook als pigment ingezet voor de productie van verf en inkt.

Maar ook de olie, die momenteel ingezet wordt als bio-olie component, kan in de toekomst potentieel als chemische grondstof worden gebruikt, waardoor de cirkel ook hier rond kan worden gemaakt. Het gas verbrandt men in een warmtekrachtinstallatie voor elektriciteitsproductie.

Brand

Samen met bandenrecycler Kargro bouwde Black Bear Carbon in 2016 een proefinstallatie in het Limburgse Nederweert. Kargro recyclede de banden, wat soms geuroverlast opleverde, terwijl Dutch Green Carbon het rubber verwerkte tot olie, gas en carbon black. Ook dit laatste proces viel niet altijd in goede aarde in de buurt. Met name omdat het bedrijf het gas nog niet nuttig kon inzetten en noodgedwongen affakkelde. In februari 2019 kreeg het bedrijf te maken met een grote uitslaande brand. Na de bluswerkzaamheden konden de assets helaas niet meer worden gered.

Lessen geleerd

Nu, twee jaar later en onder leiding van een nieuw management, is de organisatie klaar om een verbeterde fabriek te bouwen op het Chemelot-terrein. Over de oorzaak van de brand kan men weinig kwijt zonder inzicht te geven in gepatenteerde technologie. De organisatie leerde in ieder geval van de brand en nam ook andere lessen mee uit de fabriek in Nederweert. Samen met een gerenommeerd ingenieursbureau zijn de afgelopen twee jaar zowel het proces als de procesveiligheid opnieuw onder de loep genomen en verbeterd.

Hoofd business development Troy Huijskens van Black Bear Carbon ziet de toekomst dan ook zonnig tegemoet. ‘We namen en nemen de klachten uit de buurt zeer serieus. Het proces dat we nu inrichten, is op een aantal cruciale punten verbeterd ten opzichte van Nederweert. Zo zal de geuroverlast geen issue meer zijn omdat die met name optreedt bij het opslaan en recyclen van banden. Op het Chemelot-terrein importeren we rubbergranulaat dat elders al is verwerkt. Bovendien slaan we het granulaat op in een afgesloten ruimte, wat geurhinder voorkomt. Ook zal er nog maar zeer beperkt worden afgefakkeld omdat we een wkk-installatie bouwen waarmee het gas in elektriciteit en warmte wordt omgezet. Deze wkk-installatie stond overigens ook in Nederweert klaar om in gebruik te worden genomen. Helaas is dit er door de brand niet meer van gekomen. De wkk kan zo’n tachtig procent van ons eigen elektriciteitsverbruik leveren en de warmte die vrijkomt wordt gebruikt voor het drogen van de carbon black. Voor het verwarmen van de ovens gebruiken we overigens aardgas.’

Grote volumes

Ook anders dan in Nederweert, bouwt men nu een full scale-installatie. Het bedrijf is van plan jaarlijks dertigduizend ton rubbergranulaat om te zetten in twaalfduizend ton Carbon Black, veertienduizend ton olie en vierduizend ton gas. Om dat mogelijk te maken, voeren dagelijks tien vrachtwagens het granulaat aan dat vaak van verwerkingsbedrijven in de buurt komt. In totaal kan het bedrijf zo’n vijfhonderd ton granulaat opslaan. Ook de afvoer van olie en black carbon zal via vrachtwagens gebeuren.
autobanden

Troy Huijskens (Black Bear Carbon): ‘We bouwen een wkk-installatie waarmee het gas in elektriciteit en warmte wordt omgezet.’

Huijskens: ‘Ik sluit niet uit dat we ooit nog groeien op de huidige locatie, echter is het onze strategie om dicht bij de bron te zitten en willen we onze techniek verder uitrollen via een licentiemodel. De volumes die we op Chemelot verwerken, komen al overeen met zo’n veertig procent van het jaarlijkse totale aantal afgedankte autobanden in Nederland. Dus heel veel meer groei zit er niet in zonder extra logistieke trajecten. Het transporteren van banden is nu eenmaal inefficiënt omdat je veel lucht verplaatst. Dat hebben we in ieder geval ondervangen door granulaat te gebruiken, wat de ruimte tijdens transport goed opvult. We beschouwen deze fabriek als flagship-project dat dient als voorbeeld van onze technologie die we wereldwijd willen uitrollen.’

Momenteel zit het bedrijf nog vol in de vergunningsaanvraag. Als dat rond is, kan men medio 2021 beginnen te bouwen. Als alles naar verwachting gaat, zou de commissioning en opstart in 2023 plaatsvinden. Het project heeft een investeringsomvang van tientallen miljoenen euro’s.

PRTI

De businesscase van Black Bear Carbon lijkt een beetje op die van PRTI. Alhoewel het bedrijf een andere technologie gebruikt en ook een andere afzetmarkt wil bedienen. In beginsel is de technologie van Thermal Demanufacturing redelijk eenvoudig: een stalen cilinder met een diameter van 2,5 meter en zo’n twintig meter hoog wordt afgevuld met 2,5 duizend kilo autobanden. Daarna gaat er een deksel op en steekt een brander de banden aan. Wat er precies in de reactor gebeurt, kan men eigenlijk niet precies zeggen. Waarschijnlijk vindt er een proces plaats dat lijkt op pyrolyse. Op enkele plekken in de cilinder ontstaat zuurstofloze ontleding. Op die manier worden de ban den omgezet tot een waardevol rookgas van waaruit een olie/gas-fractie kan worden gedestilleerd. Daarnaast ontstaan er twee restromen, namelijk koolstof en staal, die nuttig kunnen worden toegepast als brandstof en grondstof.

De koolstof is een waardevolle brandstof voor de cementindustrie, die tot nog toe banden verbrandde in zijn draaitrommelovens. Door verscherpte Europese wet- en regelgeving zoekt de cementindustrie nu naar alternatieven voor de autobanden. Kortere draaitrommelovens leveren namelijk een forse energiebesparing op, maar kunnen geen autobanden meer gebruiken als hittebron. De koolstof die overblijft bij thermal demanufacturing biedt een alternatief hiervoor.

Afval

Ieder jaar wordt wereldwijd een slordige 1,5 miljard stuks autobanden afgedankt, waarmee 13,5 miljoen ton afval ontstaat. Tot voor kort werd een deel versnipperd tot granulaat en op sportvelden gebruikt. Totdat men erachter kwam dat dit een gevaar voor de volksgezondheid opleverde. Het alternatief is storten of verbranden. De stort is niet alleen slecht voor het milieu, maar de vorm van de autobanden biedt ook een dankbare broedplaats voor muggen.