De prijs van honderdduizenc euro van B-Basic, een onderzoeksprogramma naar biomassa, is volgens de twee promovendi van instituut IMPACT een aansprekende onderscheiding binnen de biomassawereld. Westerhof promoveert over ongeveer een jaar op een onderzoek naar pyrolyse, Van Rossum verdedigt in oktober zijn proefschrift over het reformen van pyrolyseolie. Samen staan deze twee technieken aan de basis van een nieuwe, betere route om biomassa-afval efficiënt en grootschalig te verwerken tot chemicaliën.
‘Maar een van de problemen is dat veel onderzoek naar biomassa binnen de universitaire wereld blijft hangen’, weet Van Rossum. ‘Met deze prijs kunnen we onze visie op een marktstructuur uitwerken en bestaande bottlenecks oplossen zodat commerciële partijen kunnen inhaken.’
In het winnende voorstel van Van Rossum en Westerhof wordt bioafval zoals resten van houtproductie, suikerriet of rijstplanten, lokaal verwerkt tot olie, voordat het naar een centrale fabriek gaat waar het verder wordt bewerkt. Hun concept heeft twee belangrijke voordelen ten opzichte van de huidige inzet van biomassa. Het is niet in strijd met de voedselindustrie, want je gebruikt afval dat al aanwezig en verzameld is. Niet-eetbare plantresten van bijvoorbeeld suikerriet, palmolie of de rijstindustrie worden nu hooguit verbrand voor warmte. Daarnaast is er een logistiek voordeel. ‘Per volume-eenheid transporteren we vier keer meer energie. Als je zaagsel vervoert, neem je veel lucht mee. Maar als je dat eerst omzet in olie heb je voor dezelfde hoeveelheid energie nog maar één schip nodig in plaats van vier’, aldus Westerhof
Om dat bioafval te verwerken, moeten in landbouwgebieden kleine fabrieken worden gebouwd, zogenaamde pyrolyseplants. ‘Het afval komt daar binnen en wordt dan eerst gedroogd’, legt Westerhof zijn promotieonderzoek uit. ‘Vervolgens stop je het in een reactor met een temperatuur van 500 graden Celcius. Omdat er geen zuurstof bij komt, krijg je geen verbranding maar wordt het afval thermisch afgebroken. De damp die je overhoudt, condenseer je en dan heb je een opbrengst van 70 procent olie.’
‘Deze olie kun je nog niet gebruiken voor hoogwaardige toepassingen’, vult Van Rossum zijn collega aan. Daarvoor wordt het eerst naar een centraal gelegen grotere fabriek vervoerd waar het reformen plaatsvindt. Dat proces ook lokaal uitvoeren, zou te duur zijn. ‘De olie wordt daar over een katalytisch bed geleid. Vervolgens wordt stoom en/of koolstofdioxide toegevoegd dat gaat reageren met de olie. Zo wordt synthesegas geproduceerd, een gasmengsel waar de chemische industrie veel mee kan’, vertelt Van Rossum.
De concepten van pyrolyse en reformen zijn op zich niet nieuw, laten de promovendi weten. Maar door de juiste reactortechnologie kan de biomassavakgroep wel als beste in de wereld een kwalitatief zeer goede olie en daaruit schoon synthesegas maken. Met hun prijs gaan Van Rossum en Westerhof de komende jaren deze technologie verder ontwikkelen, maar bovenal onderzoeken of hun idee commercieel haalbaar is.
‘Dat is een uitdaging, want je krijgt een markt waar boeren en de chemische industrie samen moeten werken. Dat zijn op het eerste gezicht geen logische partners’, aldus Van Rossum. Eerst zullen Westerhof en hij op labschaal aantonen dat het werkt en over vijf jaar willen ze het hele proces, van bioafval tot synthesegas, demonstreren op semi-commercieel niveau.
‘Het is belangrijk dat we vanaf het begin de hele keten meekrijgen’, geeft Westerhof aan. ‘Bedrijven vragen vaak zekerheden en willen niet te zeer nadenken over de onderzoeksvraag. Daarom is het vaak lastig toepassingen op de markt te krijgen. Maar dit concept heeft veel potentie, er zijn veel economische voordelen. Door te laten zien dat het werkt, moet je ze mee zien te krijgen.’
En hoe krijg je de Indonesische of Braziliaanse suikerrietboeren zover? ‘Samenwerken met de chemie zal inderdaad een hele cultuuromslag zijn’, beaamt Westerhof. ‘Toch is het niet ondenkbaar, want de zuivelindustrie werkt ook met een dergelijke keten.’ Van Rossum vult aan: ‘De boeren hebben er ook belang bij, want ze kunnen verdienen aan hun afvalstroom. Alleen willen ze dan wel zeker weten dat ze alleen afval hoeven te leveren en zich niet hoeven te bemoeien met wat er in de fabriek gebeurt.’
 |
| Roel Westerhof (links) en Guus van Rossum in het hogedruklab van de UT bij een reactoropstelling voor pyrolyse van biomassa-afval. Foto: Arjan Reef |
