Op een kamer in het Chemisch Lab van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) staat een revolutionaire proefopstelling. Hij maakt bioBTX via chemische katalyse. Dat is een mengsel van benzeen, tolueen en xyleen, identiek aan de BTX gemaakt uit raffinage van aardolie. Een ‘drop-in’ product dat, indien het aanslaat en voor de juiste prijs kan worden gemaakt, snel een belangrijk deel van de chemische industrie kan vergroenen.
Grote markt
Projectleider van het BTX-project is Niels Schenk, een chemicus verbonden aan het Groningse bedrijf BioBTX BV, onderdeel van de KNN Groep, een spin-off van de RUG. Het project is jong: het komt voort uit een literatuurstudie uit 2009. Na een haalbaarheidsonderzoek in 2010 besloot BioBTX op volle kracht door te gaan. BioBTX werkt nu samen met het chemisch bedrijf Syncom en de Rijksuniversiteit Groningen aan de ontwikkeling van biobased aromaten, enerzijds met labonderzoek, anderzijds met het bouwen van de proefopstelling, waarmee BTX op kg-schaal kan worden gemaakt.
‘Benzeen, tolueen en xyleen zijn niet alleen belangrijke, maar ook waardevolle bouwstenen in de petrochemie,’ zegt Niels Schenk. ‘De marktomvang van de meest waardevolle onderdelen benzeen en para-xyleen alleen al is 75 miljoen ton per jaar. Zoals bijna alle chemische bouwstenenzijn ze meer waard dan brandstoffen. De combinatie van laagwaardige biomassa, hoog rendement in de keten en hoogwaardige afzetmarkt zorgt voor een aantrekkelijk economisch perspectief. Wij verwachten dat wij bioBTX met onze technologie goedkoper kunnen produceren dan fossiele BTX.’
BioBTX is flexibel en concurreert niet met voedsel
‘Heel belangrijk is dat wij geen voedsel als grondstof gebruiken. Een biobased technologie is volgens ons alleen duurzaam als de grondstof niet concurreert met voedsel. Bovendien kan onze grondstof heel divers zijn. We hebben tot nu toe goede resultaten behaald met hout, cellulose, lignine, miscanthus en ontinktingsslib. We zouden ook allerlei soorten organische afvalstromen kunnen verwerken. Samen met afvalverwerkingsbedrijf Attero onderzoeken wij de omzetting van verschillende afvalstromen naar bioBTX. De technologie is dus buitengewoon flexibel en concurreert niet met voedsel. Dan hebben we ook nog eens een hoog energetisch rendement. Momenteel bedraagt dit ongeveer 35%, en daarmee concurreert ons proces met bijstook van biomassa in een kolencentrale.’
Wat is het geheim van de smid? Hoe komt het dat een Gronings consortium een proces ontwikkelt waar veel gevestigde bedrijven jaloers op zouden zijn? ‘Ons geheim ligt in de katalysator en de specifieke reactieomstandigheden,’ zegt Schenk. ‘We beschikken in ons consortium over een unieke combinatie van kennis over organische chemie, bio-organische chemie, thermo-chemische conversie van biomassa en katalyse.’ En daarmee slaat de ‘Dutch School of Catalysis’ weer toe, het (in werkelijkheid niet bestaande) verbond van Nederlandse chemici dat steeds weer voor nieuwe ontdekkingen zorgt op alle terreinen van zowel chemo- als biokatalyse.
Opschaling
‘De meeste zwanen sterven in schoonheid en dat geldt ook voor technologieën,’ zegt Niels Schenk poëtisch. ‘Vaak komt dat doordat een technologie niet snel genoeg groot kan worden. Een nieuwe kunststof bijvoorbeeld heeft ongeveer 30 jaar nodig om een echte concurrent te worden voor bestaande producten. Dat is een groot probleem voor veel biokunststoffen. Maar BioBTX is identiek aan fossiele BTX en daarom zijn de daaruit afgeleide kunststoffen dat ook. BioPET is bijvoorbeeld een product dat met bestaande technologie uit onze bioBTX gemaakt kan worden. Fabrikanten kunnen ons product direct gebruiken op bestaande productielijnen.’
‘Verder is het ontwikkelen en opschalen van reactoren een moeilijk en tijdrovend proces. Onze strategie is erop gericht om deze stap over te slaan. Wij richten ons op het gebruik van bestaande reactoren voor ons proces. Daarom heeft BioBTX minder last van het moeizame traject van procesopschaling. BioBTX heeft volgens ons de potentie om snel groot te worden en daarmee een aanzienlijk deel van de petrochemie te vervangen.’
Gunstige omstandigheden
‘Bovendien zijn de marktomstandigheden goed. De prijs van fossiele BTX stijgt, door de komst van schaliegas. Schaliegas bevat geen aromaten; men kan er wel gemakkelijk de petrochemische bouwstenen etheen en propeen uit maken, maar geen koolwaterstoffen met langere ketens. Naftakrakers (op basis van aardolie) maken die fossiele basisproducten wel. Ze draaien nu op ondercapaciteit, waardoor er een tekort ontstaat aan BTX op de markt. Dat zijn gunstige omstandigheden voor ons proces.’
‘Wij hopen op een snelle doorbraak. Wij hebben heel veel vertrouwen in het succes van onze technologie. Om te laten zien wat wij kunnen hebben we een schitterend plan klaar liggen: de productie van enkele kilo’s vezels van 100% bioPET. Dit kan een wereldprimeur worden.’ Aldus Niels Schenk. Wij houden u op de hoogte van de voortgang van BioBTX…… maar een wereldprimeur is het eigenlijk nu al. Dit is het eerste serieuze voorbeeld van een aromaat uit biomassa!
Well done! Gefeliciteerd hiermee. En nu maar hopen dat de industrie dit snel oppikt.