FOSSIELVRIJE PYROLYSE VOLOP IN ONTWIKKELING

‘GROENE’ OLIE UIT HOUTRESIDU VERTREKPUNT NAAR MEER FOSSIELVRIJE PYROLYSE VOLOP IN ONTWIKKELING

Met pyrolyse van houtresidu spelen Twence en technologie-ontwikkelaar BTG in op de fossielvrije ambities van bedrijven en overheden. Naast bio-olie is de scope inmiddels verbreed naar nieuwe producten.

TEKST: PIETER VAN DEN BRAND BEELD: TWENCE/BTG

De pyrolysefabriek van Twence.

Twence nam zo’n vier jaar geleden de pyrolysefabriek van technologie-ontwikkelaar BTG Biomass Technology Group over. De fabriek in Hengelo op 1,5 kilometer van het complex met onder meer de afvalenergiecentrale van Twence is flink uitgebreid. Een nieuwe opslagsilo maakt de verwerking van meer biomassastromen mogelijk. “In het begin gebruikten we niet-recyclebaar houtresidu, zoals het zeefsel van pellets”, vertelt Ido Sellis, business development manager. “Nu kunnen we een breder palet van stofrijke biomassa inzetten, zoals zaagsel en mogelijk ook vlas. Inputmaterialen moeten zo homogeen mogelijk zijn voor het pyrolyseproces. Maar we krijgen de techniek steeds beter in de vingers en voorzien dat we op termijn meer divers samengestelde stromen kunnen verwerken. Pyrolyse is een zeer interessante techniek, en nog volop in ontwikkeling. Je kunt er biomassastromen mee verwerken tot hoogwaardige brandstoffen en grondstoffen. Er is een platform voor tal van nieuwe producten ontstaan. Net zoals ruwe aardolie de bron voor allerlei producten is, hebben wij een biogene koolstofbron ontdekt met dezelfde potentie.”

De duurzame pyrolyseolie gaat voor een groot deel als brandstof naar de melkpoederfabriek van FrieslandCampina in Borculo, die er stoom mee produceert voor het verdampen van vloeibare melk naar poeder. Twence klopte op het juiste moment aan

bij het zuivelbedrijf, dat op het punt stond een nieuwe stoomboiler aan te schaffen. Pyrolyse-olie bleek uitstekend te passen in de ambitie het gebruik van aardgas te verminderen en de CO2-footprint te verlagen. Met de gassen die na het pyrolyseproces overblijven, wekt Twence stoom op voor de naastgelegen zoutfabriek van Nobian (voorheen AkzoNobel). “Alles viel toen prachtig samen”, vertelt Sellis. “Het benutten van wat er aan energie in het restmateriaal overblijft, maakt het circulaire plaatje rond.” Twence verwacht de capaciteit van de Empyrofabriek (jaarlijks 25 duizend ton bio-olie) door optimalisaties met ruim een derde op te kunnen voeren. Een van de opties waar het bedrijf op broedt is de bouw van kleinschalige pyrolyse-installaties, om stroom op te wekken op plekken waar het net congestieproblemen heeft. Verder kijkt Twence samen met BTG naar de productie van biobased grondstoffen uit pyrolyse-olie.

TOEKOMST

Even verderop in Enschede schetst ceo René Venendaal van BTG Biomass Technology Group de goudomrande toekomst van pyrolyse. BTG verkocht de Empyro-fabriek aan Twence, omdat het als puur technologiebedrijf geen interesse heeft als olieproducent actief te zijn. De commercieel beschikbare technologie wordt door zusterbedrijf BTG Bioliquids uitgerold. In Zweden en Finland zijn al pyrolysefabrieken gerealiseerd. De Finse fabriek is eigendom van een bio-raffinagebedrijf, dat er reststromen van houtzagerijen in verwerkt. Een van de afnemers van de bio-olie is de warmtecentrale van een Fins energiebedrijf, dat eind 2030 volledig CO2-neutraal wil zijn. De fabriek in Zweden draait op zaagsel uit de houtindustrie en is eigendom van een houtverwerkingsbedrijf dat een joint-venture heeft opgericht met een olieraffinagebedrijf om de pyrolyse-olie op te werken in diens raffinaderij. Naast deze eerste fabrieken zitten er flink meer installaties in de pijplijn. “Het ziet er allemaal veelbelovend uit”, zegt Venendaal.

De R&D-inspanningen van BTG zijn daarnaast gericht op het upgraden van ruwe pyrolyse-olie voor de productie van biobased grondstoffen en materialen. “We fractioneren de pyrolyse-olie om van componenten nieuwe toepassingen te maken”, verduidelijkt Venendaal. Het bedrijf heeft een pilotfractioneringsplant gebouwd (capaciteit: 3 ton per dag), die al verschillende producten kan maken: pyrolytische lignine voor de productie van harsen als alternatief voor (fossiel) fenol, pyrolytische suikers om hout te verduurzamen en diverse extracten als basis voor fijnchemicaliën, “maar ook andere producten zijn mogelijk. We willen deze nieuwe route de komende jaren opschalen in een commercialiseringstraject. Klanten kunnen straks niet alleen een pyrolysefabriek kopen, maar ook modules waarmee ze andere producten dan bio-olie kunnen maken. Stapsgewijs gaan we zo naar een bio-raffinaderij toe.”

FOSSIELVRIJ

De vindplaats van de fabrieken in Zweden en Finland is niet te verklaren met de in deze landen aanwezige omvangrijke hoeveelheid reststromen uit de bosbouw en de houtindustrie, die een nuttige toepassing verdienen. “Deze landen willen vooral een koppositie pakken in duurzame energie en veel eerder fossielvrij zijn dan de rest van Europa. Overheid en bedrijven willen daar echt heel graag. Financiële partijen zijn dan ook als eerste bereid in die landen te investeren”, zegt Venendaal.

Niet dat Europa het af laat weten. Onder de noemer ‘Fit for 55 Package’ (55 procent minder broeikasgasemissies in 2030) presenteerde de Europese Commissie vorig jaar extra stimuleringsbeleid. Het klimaatpakket bevat subdoelen voor het bijmengen van biobrandstoffen in scheep- en luchtvaart. In de hitte van de Oekraïnecrisis maakte de Europese Commissie daar bovenop bekend de omslag naar fossielvrije bronnen nog verder te willen versnellen door de afhankelijkheid van fossiel olie en gas uit Rusland nog dit jaar met tweederde te verminderen. Ook de stijgende prijzen voor olie en gas zijn gunstig voor de ontwikkeling van duurzame procestechnologie en kunnen technieken als pyrolyse snel vleugeltjes geven.

Zelf werkt BTG aan op pyrolyseolie gebaseerde brandstoffen. Deze route wordt via zusterbedrijf BTG-neXT naar de markt gebracht. “In pyrolyse-olie zitten verschillende suikers”, legt Venendaal uit. “Met fundamentele chemie kun je de olie zodanig bewerken dat ze beter op de huidige raffinageprocessen in de olie-industrie aansluit. Bestaande raffinaderijen kunnen de in ons proces geupgrade pyrolyse-olie toepassen en ruwe olie vervangen voor de productie van biobrandstoffen. Als we de pyrolyse-olie verder opwerken, kun je al snel tot dertig à veertig procent vervanging van ruwe olie gaan.” Het proces heeft zich recent in een pilotinstallatie bewezen. BTG wil in 2024 een demonstratieraffinaderij in bedrijf nemen. “Voor het verduurzamen van industriële processen is veel interesse. Vanwege de verplichtingen vanuit Europa willen nagenoeg alle oliemaatschappijen hier zwaar op inzetten. Wij bieden hen een aantrekkelijk concept.”

PYROLYSE: SNEL OF LANGZAAM

Pyrolyse is een techniek om chemische moleculen te kraken. Dat gebeurt in een reactor onder atmosferische zuurstofloze condities op zo’n 500 tot 600 graden. BTG’s technologie is gebaseerd op snelle pyrolyse. In enkele seconden worden moleculen van puur organische stromen als houtsnippers, zaagsel en bermgras gekraakt tot een kleine koolstoffractie en een grote hoeveelheid aan gassen die tot een roodbruine bioolie condenseren. BTG gebruikt heet zand als thermisch vliegwiel om de biomassadeeltjes razendsnel in gas om te zetten (en zo min mogelijk koolstof). Zand- en koolfracties worden met cyclonen afgescheiden en hergebruikt in het proces. De koolfractie verbrandt dan volledig. Snelle pyrolyse levert hoge gehaltes aan olie op. Langzame pyrolyse zet juist in op verkoling van biomassastromen en een klein beetje olie. Het hoofdproduct is een ‘biochar’, dat als bodemverbeteraar geschikt is. De oliefractie is bruikbaar als brandstof voor warmtenetten of als houtverduurzamingsmiddel.