Welke rol spelen biobased chemicaliën in een circulaire economie?

Technologieleverancier en projectontwikkelaar G.I. Dynamics ziet mogelijkheden voor een groeiende rol voor biobased chemicaliën. De overgang naar een circulaire of een biobased economie komt echter nog niet overal van de grond.

“Vaak zie je dat men in de biobased industrie praat over lange termijn ontwikkelingen of over technologie van de toekomst. Er zijn ook niche bedrijven die al specifieke technologieën hebben maar beperkt worden door hun commerciële competentie”, vertelt Chris van der Zande, projectmanager bij G.I. Dynamics. “Bovendien zijn veel initiatieven afhankelijk van subsidie om met de petroleumindustrie te kunnen concurreren en winstgevend te zijn.”

Business cases voor duurzame technologie

Van der Zande en zijn collega, business development manager Dennis Chafiâ vinden dat subsidies geen driver moeten zijn en ontwikkelen business cases die niet afhankelijk zijn van dergelijke steun. Met de door G.I Dynamics op de markt gebrachte technologieën kunnen eerste en tweede generatie bio-ethanol omgezet worden tot ethyleen en ethyleenoxide, waarvan andere waardevolle producten zoals MEG (monoethyleenglycol), een grondstof voor PET-plastic, gemaakt kunnen worden. 

"Vaak praat men in de biobased industrie over lange termijn ontwikkelingen of over technologie van de toekomst"

Om business cases sluitend te maken worden meerdere downstream processen aan elkaar gekoppeld. “Alleen ethyleen of MEG produceren is niet genoeg om succesvol te zijn. Als je er voor een relatief kleine investering er nog een paar processtappen achteraan plakt dan heb je mogelijkheid tot een winstgevend nicheproduct en een sluitende business case”, legt Van der Zande uit.

Bouw commerciële bio-raffinaderij

De Turkse producent Biokim ontwikkelt een commerciële bio-raffinaderij in Adana, Turkije. De bio-raffinaderij moet in 2021 operationeel zijn om bio-ethanol tot ethyleen en ethyleenoxide te verwerken. De jaarlijkse capaciteit is 200 kiloton ethyleenoxide, waarvan waardevolle producten zoals MEG, surfactants (gebruikt onder andere in cosmetische en farmaceutische industriën) en PPL (polypropiolactone) gemaakt worden.

“Wereldwijd gezien is dit een compleet uniek project omdat het zo integraal wordt neergezet. Alle individuele elementen zijn allemaal los van elkaar bewezen, maar aan elkaar gekoppeld is het een nieuw concept”, stelt Van der Zande. G.I. Dynamics is vanaf het begin betrokken geweest bij het project. “Haalbaarheidsstudie, feedstock en afnemers veiligstellen, project management, engineering review, finance management, licensing en het begeleiden tot de uiteindelijk oplevering van de nieuwe fabriek”, somt Van der Zande op, “eigenlijk zijn we een soort spin in het web.”

"Bij biobased grondstoffen is de koolstofvoetafdruk veel lager omdat de geteelde planten ook CO2 uit de lucht halen"

De fabriek wordt flexibel opgezet. Bij gunstige marktcondities kunnen de individuele productiecapaciteiten aangepast worden, “Voor een relatief lage extra investering creëer je flexibiliteit en daarom meer zekerheid op een succesvolle business case”, bevestigt Van der Zande. Doordat de raffinaderij op bio-ethanol gaat draaien, is de CO2-impact minder groot in vergelijking met die van de petroleumindustrie. 

“Bij biobased grondstoffen is de koolstofvoetafdruk veel lager omdat de geteelde planten ook CO2 uit de lucht opnemen”, legt Chafiâ uit. “Bovendien is het hernieuwbaar en kan het natuurlijke proces keer op keer herhaald worden.” De nieuwe fabriek gaat draaien op eerste generatie bio-ethanol. Dat betekent dat de bio-ethanol uit grondstoffen zoals suikerbieten, graan en mais wordt gehaald.

Waar blijft de tweede generatie bio-ethanol?

Waarom geen tweede generatie bio-ethanol? Dat past namelijk nog beter in de circulaire economie omdat daar geen voedsel maar afval als grondstof wordt gebruikt. Denk hierbij aan restafval van mais, stro en houtsnippers. Het antwoord is simpel: de prijzen van eerste generatie bio-ethanol liggen een stuk lager. En alhoewel eindgebruikers graag willen verduurzamen en duurzame verpakkingen op de markt willen zetten, geeft de prijs toch de doorslag.

“Tweede generatie bio-ethanol is gewoon nog niet commercieel levensvatbaar. Maar op het moment dat dit het wel is dan kan er makkelijk overgestapt worden”, verzekert Chafiâ. Het heeft echter geen zin om te wachten tot de tweede generatie helemaal opgekomen is. “Dan kunnen we nog wel vijf jaar wachten. Volgens voorspellingen vijf jaar geleden zou het er nu moeten zijn. En tien jaar geleden was het hetzelfde verhaal,” aldus Van der Zande. De derde generatie, gemaakt van algen, is nog helemaal ver weg. Het kan nog tientallen jaren duren voordat deze generatie rendabel is.

"De tweede generatie bio-ethanol is gewoon nog niet commercieel levensvatbaar"

Bovendien ligt het food versus fuel vraagstuk, waarbij het gebruik van voedsel voor producten en brandstoffen ter discussie staat, volgens Chafiâ ook wat genuanceerder. Als interessant voorbeeld noemt hij de suikerbiet. “In west Europa neemt de suikerconsumptie in de toekomst niet toe. Maar de productie van suiker stijgt wel sinds het suikerquotum vorig jaar is afgeschaft”, vertelt Chafiâ. “Daarbij hebben Nederland en het Verenigd Koninkrijk de hoogste suikeropbrengst per hectare.” Hij ziet daarom enorme kansen voor deze grondstof.

Ecologische voetafdruk van bio-ethanol

“Het is eigenlijk de mooiste feedstock uit de eerste generatie”, vindt Chafiâ, “De ecologische voetafdruk van ethanol uit suikerbiet is ook laag in vergelijking met mais en suikerriet.” Voor de ethanolproducenten zijn de opkomst van geïntegreerde bio-raffinaderijen zoals die van Biokim ook gunstige ontwikkelingen. “Aan de brandstofmarkten is geen droog brood meer te verdienen. Daarom willen ethanolproducenten diversifiëren”, meent Chafiâ.

Aan de afnemerskant is er ook een toenemende vraag naar biobased chemicaliën en bioplastics. Er worden daarom meerdere projecten ontwikkeld met duurzame en biobased technologieën. Zo is G.I. Dynamics ook bezig met andere potentiële projecten waarvan één in Zuid-Afrika en één binnen Europa. “De trend om groener te worden is wereldwijd”, zegt Chafiâ. “Het is tweeledig. Aan de ene kant is er het besef van bedrijven dat groener en duurzamer beter is. Aan de andere kant is er geen keuze want als je niet meegaat loop je straks achter de feiten aan en word je uit de markt gezet.”

G.I. Dynamics is ook betrokken bij het Europese project Urbiofin van Horizon 2020. Dit Europese project onderzoekt de omzetting van organische fracties uit gemeentelijk afval, zoals GFT-afval, naar bioplastics. Het Spaanse engineeringbedrijf Imecal leidt het project en heeft een pilotplant opgezet om vanuit het afval bio-ethanol en plastics te produceren.

“Bio-ethanol is op zichzelf niet per se een eindproduct dat waarde heeft. Daarom maken wij er ethyleen van om aan te tonen dat ook deze ethanol gebruikt kan worden naar verdere downstream processen”, vertelt Chafiâ. Het project duurt vier jaar, waarna het mogelijk commercieel wordt opgezet. “Het is interessant en ook uitdagend project”, meent Van der Zande. Ze zijn namelijk gewend om grootschalige fabrieken neer te zetten. “Bij het Turkse project gaat het over 200 kiloton en hier praten we maar over minder dan 1 kiloton. Een heel ander formaat dus we moeten in ons denkwerk weer een paar stappen terug en kleiner denken, maar dat maakt het ook interessant.”

Interview | Foto: Adobe Stock (hoofd), G.I. Dynamics (in tekst)