Organisch afval verandert in groen goud

Al in de Steentijd gebruikten mensen pyrolyse van hout om er houtskool of teer van te maken. Dit proces van verhitting zonder zuurstof ‘kraakt’ lange polymeerketens in kortere ketens die zijn te gebruiken als brandstof. Tegenwoordig maakt men via pyrolyse van houtsnippers ook nuttige chemicaliën. RUG-hoogleraar Chemische Technologie Erik Heeres werkt aan de productie van groen goud uit organisch afval.

De vergadertafel in het kantoor van Heeres staat vol flesjes en potjes: zwarte olie, goudbruine diesel, grijsgroene lignine korrels en andere stoffen uit de productieketen. De academische focus van Heeres ligt bij het maken van bruikbare producten. ‘Voordat ik bij de RUG kwam, werkte ik bij Shell. In al die jaren daar heb ik nooit iets op de markt gekregen. Maar als hoogleraar is mij dat al een paar keer gelukt.’

Succes

Zijn meest recente succes is een start-up, het bedrijf BioBTX waar hij nauw bij betrokken is geweest. Een jaar of zeven geleden begon dit bedrijf te werken aan een proces om benzeen, tolueen en xyleen (BTX) te maken uit biomassa. Deze drie aromatische verbindingen zijn belangrijke bouwstenen voor de chemische industrie, bijvoorbeeld voor het maken van plastics. ‘Je kunt ze maken van glycerine, een afvalproduct bij het maken van biodiesel’, legt Heeres uit. ‘Maar BTX kun je ook maken van vast organisch materiaal, zoals houtsnippers.’

Onlangs heeft BioBTX een kleine testfabriek die BTX produceert geopend in de Zernike Advanced Processing testomgeving van de Hanzehogeschool. Ze zijn nog maar een paar stappen verwijderd van het bouwen van een echte productiefaciliteit. ‘Dit is echt opwindend’, zegt Heeres met een brede glimlach. ‘In een paar jaar zijn ze van het lab naar een productie van kilogrammen gegaan.’

Katalysatoren

Het proces dat glycerine of houtsnippers omzet in BTX heet katalytische pyrolyse. ‘Door een organisch materiaal te verhitten in de afwezigheid van zuurstof krijg je een damp met verschillende componenten. Door verschillende katalysatoren te gebruiken kun je bepalen wat er precies uit het proces komt’, legt Heeres uit. De RUG heeft een korte video laten maken waarin Heeres het succes van BioBTX toelicht.

Hoewel pyrolyse al heel lang bestaat valt er zeker nog wel wat te verbeteren aan de technologie. Op 31 mei is Heeres als promotor betrokken bij de verdediging van een proefschrift over katalytische pyrolyse. ‘Wanneer je dit proces fabrieksmatig gebruikt kan er van alles mis gaan. De katalysator kan bijvoorbeeld minder actief worden. En de voeding, het startmateriaal van het proces, kan daar invloed op hebben.’ De man die het proefschrift verdedigt is Doug Elliott, een 66-jarige Amerikaanse wetenschapper die zijn hele carrière heeft gewerkt aan pyrolyse. ‘Dat deed Doug bij een overheidslaboratorium in de VS, waar hij er nooit aan toe kwam te promoveren’, legt Heeres uit. ‘Daarom heb ik hem uitgenodigd om een proefschrift te schrijven.’

Voorafgaand aan de promotie is er een klein symposium over pyrolyse. Het verhaal van BioBTX wordt daar ook verteld, via een presentatie en vertoning van de video. ‘Zowel Doug als BioBTX gebruiken pyrolyse om biomassa om te zetten in iets nuttigs.’ Heeres werkt zelf onder meer aan een EU project waarin hij via pyrolyse kerosine wil maken uit biomassa. ‘Vliegtuigen zullen nog heel lang brandstof nodig hebben, dus de beste oplossing is volgens mij om die van duurzame bronnen te maken.’

Ontwikkelingstrein

Dat is een efficiënte manier om biomassa te gebruiken, vindt Heeres: ‘Samen met de meeste van mijn collega’s vind ik dat we moeten stoppen met het bijstoken van biomassa in energiecentrales. Dat is een verspilling van grondstoffen, waar we allerlei waardevolle producten van kunnen maken.’ In de regio Groningen werken al verschillende bedrijven aan dit soort producten. BioBTX is de eerste die het ‘Technology Readiness Level 5’ heeft weten te bereiden, het punt waarop de technologie op een kleine industriële schaal wordt getest. ‘Dat wil ik vaker zien gebeuren’, zegt Heeres. ‘We hebben nu een echte “Groene ontwikkelingstrein” op de rails, waarin alle stappen van fundamenteel onderzoek tot industriële productie aanwezig zijn.’ Het maakt Groningen een prima plek om groen goud te maken.