Maart 2013

Colaflessen uit hout en stro

Niet-eetbare biomassa zo volledig en efficiënt mogelijk gebruiken voor hoogwaardige toepassingen. Dat is in het kort waar de samenwerking tussen ECN en het chemische researchbedrijf Avantium om draait. Het door ECN ontwikkelde organosolv-proces produceert met behulp van organische oplosmiddelen cellulose, hemicellulose en lignine uit tweede generatie biomassa zoals houtsnippers en stro. Het levert de halffabricaten voor het YXY-proces van Avantium, dat suikers omzet in grondstoffen voor plastics. Die plastics zijn zo goed, dat frisdrankgigant Coca Cola interesse heeft voor Avantiums zogeheten PEF-flessen: plastic flessen geheel gemaakt uit biologische bestanddelen.


Wouter Huijgen (links, ECN) en Jan Kees van der Waal (rechts, Avantium): tweede generatie biomassa benutten. (Foto: Willy Slingerland)

Jan Kees van der Waal, Principal Scientist Catalysis bij Avantium:

‘Avantium is een chemisch researchbedrijf dat suikers uit biomassa omzet in nuttige producten. Met ons YXY-proces kunnen we al heel effectief furanen maken uit eerste generatie biomassa, zoals suikerbiet of suikerriet. Maar wij willen het liefst tweede generatie biomassa benutten. Wij wisten dat ECN met zijn organosolv-proces heel zuiver suikers en lignine kon halen uit bijvoorbeeld hout en stro. Dat is voor ons heel interessant. Op dit moment zijn er namelijk nog geen commercieel verkrijgbare methoden die hetzelfde kunnen.

Onze samenwerking is een jaar of vier geleden begonnen in het project CatFur. Daar keken we hoe we het organosolv-proces van ECN en ons YXY-proces konden integreren. Met als voordeel dat je de suikers niet eerst moet laten afkoelen, moet ontdoen van oplosmiddelen, in moet pakken en met een vrachtwagen moet vervoeren, maar dat ze als het ware in één processtap door kunnen naar onze katalytische bewerkingen. We hebben daar een aantal mooie stappen voorwaarts kunnen zetten.

In het onlangs gestarte YXY-fuels-project proberen we nu een compleet bioraffinageproces te maken, op basis van bijvoorbeeld reststromen uit de papierindustrie. Op dit moment gebruikt de papierindustrie van de hele boom maar een derde, de cellulose. De lignine wordt vooral gebruikt om te verbranden. We proberen nu alle bestanddelen van die boom op een hoogwaardige manier te gebruiken: de cellulose om uiteindelijk plastics van te maken, de hemicellulose om via een chemisch processen halffabricaten om te zetten voor andere industrieën en de lignine als basis voor nieuwe biobrandstoffen.

ECN is voor ons een goede partner, omdat er heel veel kennis is over het extraheren van nuttige stoffen uit tweede generatie biomassa. We werken dan ook in meerdere projecten met hen samen. ECN heeft een niet-universitaire aanpak, en zit dicht bij wat wij als bedrijfsleven nodig hebben.’

Wouter Huijgen, Research Scientist Biomass & Energy Efficiency bij ECN:

‘Avantium is voor ons een interessante partner. Het bedrijf is zijn YXY-technologie naar de markt aan het brengen. Deze technologie is veelbelovend en een logisch vervolg op ons organosolv-proces. In het nieuwe gezamenlijke project YXY-fuels, dat deel uitmaakt van het TKI BioBased Economy, proberen we onze processen nog verder op elkaar te laten aansluiten en op te schalen. Voor dat laatste gaan wij dit jaar bij ECN een grotere organosolv-installatie bouwen. De producten die daar uit gaan komen zal  Avantium weer gebruiken als input voor zijn pilotfabriek op het Chemelot-terrein in Geleen.

We spreken elkaar minimaal eens per kwartaal om de voortgang te bespreken en de volgende stappen vast te stellen. Daarnaast maken we dankbaar gebruik van elkaars faciliteiten en expertise. Zo sturen we met regelmaat samples over en weer om deze met ECN- of Avantium specifieke analysetechnieken te kunnen bekijken. In het CatFur-project hebben wij als ECN bijvoorbeeld verbindingen gemaakt die wij nog niet eerder hadden geproduceerd: een reactieproduct van suikers met ons oplosmiddel ethanol. Avantium heeft ons geleerd hoe we die reactieproducten moeten analyseren.

De samenwerking gaat prima. Onze specifieke expertises sluiten bijzonder goed op elkaar aan. Vanuit ECN zijn de PEF-plastics een interessante toepassingsmogelijkheid voor onze bioraffinageprocessen, waarin wij tweede generatie biomassa beter willen benutten. We kiezen bewust voor dit soort houtachtige biomassa. Niet alleen vormt het geen concurrentie met voedselvoorziening en is het duurzamer dan eerste generatie biomassa, het is ook in grote hoeveelheden beschikbaar. Als we erin slagen onze gecombineerde technologieën uit te laten groeien tot een complete bioraffinagelijn, levert deze samenwerking een duurzaam verwerkingsproces op met een enorm potentieel.’

Organosolv: waarde uit afval

Plastic voor colaflessen is maar een van de mogelijk producten die je kunt maken met behulp van het organosolv-proces. Organosolv wordt ontwikkeld om houtachtige biomassa en agrarische residuen als stro om te zetten in drie verschillende fracties, die op hun beurt weer omgezet kunnen worden in commerciële producten. Een van de fracties is de cellulose die kan worden omgezet in bijvoorbeeld bio-ethanol, een autobrandstof. Een andere is lignine, een bio-polymeer dat vele mogelijke toepassingen kent. ECN werkt samen met bedrijven die van hun afvalstroom producten willen maken. Daarnaast heeft ECN ook waardevolle expertise voor bedrijven die bio-grondstoffen in hun product willen verwerken.

Klik hier voor een beschrijving van het door ECN ontwikkelde organosolv-proces.

Nieuwsgierig? Ruud van den Brink (vandenbrink@remove-this-part-ecn.nl vertelt u graag meer over de mogelijkheden van  het organosolv-proces. Bel hem op 088 515 4188)