De Europese chemische industrie mag dan wel groeien, mondiaal verliest ze marktaandeel. Dat is te wijten aan een sterke groei in opkomende landen en een verlies aan competitiviteit. Om die trend te keren wil de sector innovatieve producten en processen op de markt brengen. De keuze voor alternatieve grondstoffen en meer grondstofflexibiliteit kunnen de Europese chemie een tweede adem geven. In dat kader ontwikkelt VITO een pilootfabriek om technologieën te testen die hout en lignine omzetten in bruikbare aromaten.
Veertig procent van de chemicaliën in Europa is aromatisch. Aromaten zitten onder meer in aardolie, maar ook in lignine, een stof die van nature voorkomt in de meeste soorten biomassa. “De chemische industrie in Europa gebruikt elk jaar 47 miljoen ton koolstof uit fossiele brandstoffen. Het biomassapotentieel uit Europese bossen bedraagt ongeveer 100 000 miljoen ton koolstof per jaar. Dat biedt dus mogelijkheden”, zegt VITO-onderzoeker Kelly Servaes. “Het productieproces van biomassa tot aromaten kan bovendien beter. Momenteel worden biomassastromen volledig afgebroken tot syngas (synthesegas van koolstofmonoxide en waterstof, red.). Daarmee wordt bijvoorbeeld methanol gemaakt. In de natuur zien we vaak dat samengestelde moleculen al interessante functionaliteiten hebben. Het is efficiënter om biomassa af te breken tot chemisch bruikbare bouwstenen en die meteen weer in te zetten. Uit algen kunnen we etherische oliën halen voor de cosmetische industrie. En uit hout halen we houtstof of lignine.”
Grotere testhoeveelheden nodig
Biomassa met lignocellulose, zoals hout, stro en gras, kwam in diverse studies naar voren als de beste keuze voor de productie van bioaromaten. De jongste jaren is op dat vlak veel vooruitgang geboekt. Zo bestudeert VITO in het kader van regionale en Europese projecten verschillende processen die hout en lignine omzetten in een complex mengsel van bioaromaten. Dat mengsel wordt verder gezuiverd tot bruikbare aromatische fracties van mono-, di- en oligomeren. Eindproducten zijn bijvoorbeeld fenolische harsen, epoxyharsen en hoogwaardige antioxidanten voor de cosmetische of de farmaceutische sector. “De toepasbaarheid van de meeste technologieën werd al aangetoond in een lab. Maar de hoeveelheden bioaromaten die zo ontstaan – van enkele grammen tot een paar kilo – zijn duur en vaak te klein voor doorgedreven applicatietesten. Daardoor haken bedrijven af en loopt de ontwikkeling vertraging op. Als we een bioaromaat maken, moeten we weten of het bruikbaar is. Daarom ontwikkelt VITO samen met de Vlaamse Milieuholding (VMH) een demoproductielijn van een bruikbare grootte om bioaromaten te produceren uit hout of lignine”, zegt Kelly Servaes.
De eerste stap is het oprichten van een pilootfabriek, zodat we bestaande conversietechnologieën op een relevante schaal kunnen demonstreren. We bieden bedrijven ook de kans om verdere stappen te zetten in hun eigen ontwikkelingstraject, en illustreren de techno-economische haalbaarheid van een demofabriek. VITO treedt in dit project op als enabler die de kloof tussen universiteiten en industrie kan dichten.
Extra investeringen
Voor de ontwikkeling van de pilootfabriek werd een project ingediend bij het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO), het Vlaamse departement Economie, Wetenschap en Innovatie en de provincie Antwerpen. VITO zelf zal ongeveer twee miljoen euro investeren. “Het ontwerp en de bouw van de pilootfabriek gebeurt in samenwerking met Jacobs België NV. Het project wordt ook actief ondersteund door Catalisti, de Vlaamse Speerpuntcluster voor chemie & kunststoffen”, zegt Kelly Servaes.
Verschillende bedrijven hebben hun interesse in de pilootfabriek al geuit door een intentieverklaring te ondertekenen. Nieuwe industriële partijen die het project van dichtbij willen volgen, zijn nog altijd welkom.
Om de waardeketen van lignine naar aromaten succesvol te demonstreren is een depolymerisatiereactor alleen niet voldoende. Op termijn zijn er bijkomende investeringen nodig in apparatuur voor de voorbehandeling van biomassa (hout en lignine) en de zuivering en fractionering van ligninegebaseerde bioaromaten. Daarom zoekt VITO nu al extra financiering via nationale, interregionale en Europese investeringskanalen.
Het project kadert in de Biorizonsamenwerking, waarin VITO, het Nederlandse TNO en ECN bekijken hoe ze lignine en suikers in bioaromaten kunnen omzetten.
Sinds 2015 zijn VITO en AEP partners in het SmartLi-project (Smart Technologies for the Conversion of Industrial Lignins into Sustainable Materials). VITO focust daarin op membraantechnologieën voor de voorbehandeling van ligninerijke stromen. AEP brengt in kaart of de kwaliteit van lignine een invloed kan hebben op belangrijke eigenschappen van epoxyen polyurethaanformules, zoals kleefkracht of brandbaarheid. Voor AEP heeft lignine zeker potentieel als duurzame grondstof.
Andrea Minigher
Director of Business Development AEP Polymers
