Deze revolutionaire reactor van DOPS maakt van afval weer gas en andere nuttige grondstoffen

De start-up heeft een reactor op laboratoriumschaal staan bij Investa in Alkmaar, het expertisecentrum voor vergassingstechnologieën. Daar heeft DOPS bewezen dat het werkt. De reactor verwerkt 6 kilo afval per uur. In het eerste kwartaal van 2025 wil de start-up een proeffabriek bouwen die tussen de 50 en 100 kilo afval kan verwerken. De volgende fabriek is nog groter en gaat 1.000 kilo per uur verwerken. Die moet bij de eerste klant komen te staan. “Wij maken het mogelijk dat de circulaire economie ook economisch zin heeft”, zeggen medeoprichters Roeland Jan Dijkhuis en Michiel Spits.

Afvalprobleem oplossen

Jaarlijks wordt in Nederland ongeveer 7,6 miljoen ton afval verbrand. De meeste afvalcentrales produceren energie uit afval, maar die stoten nog steeds meer CO2-uit dan andere elektriciteitscentrales. Bovendien worden in zo’n oven alle vaste afvalstoffen samengesmolten en blijven er slakken over. Met nascheiden worden daaruit zoveel mogelijk metalen teruggewonnen, maar dat kost veel energie. DOPS Recycling Technologies biedt een oplossing om zowel het verlies aan nuttige grondstoffen als het emissieprobleem te tackelen. De start-up kan 70 tot 80 procent van het afval hergebruiken, terwijl het energieverbruik relatief laag is.

Opknippen

In hun reactor vergast en verwarmt DOPS afval of biomassa op een temperatuur van 900 tot 1.200 graden Celsius, zonder dat er zuurstof bij komt. Dan valt alles uit elkaar wat geen metaal of mineraal is. Zo kun je allerlei nuttige grondstoffen terugwinnen uit afval. “Je knipt als het ware alle moleculen op in de kleinst mogelijke deeltjes. Koolstof in een C-atoom en een CO-molecuul en waterstof in een H2-atoom”, zegt medeoprichter Michiel Spits. “Afval is voor ons nog steeds een verzameling van waardevolle atomen en moleculen.”

Alle soorten afval

In principe kan de reactor alle soorten afval verwerken. Huishoudelijk-, industrieel- of landbouwafval. Van plastic tot mayonaise of ketchup, van bomen tot luiers, van kleren tot kippenbotjes tot elektronica. Alleen bouw- en sloopafval met beton en betonijzer heeft geen zin. Er moeten koolwaterstoffen - een verbinding tussen een C- en een H-atoom – in zitten. In de reactor worden die complexe afvalstromen onder hoge temperatuur ontdaan van de koolwaterstoffen. “Die koolwaterstoffen kunnen we kraken en dan kun je er iets nuttigs mee doen. En de metalen en mineralen die overblijven, zijn eveneens bruikbaar. We weten nog niet zo goed waar de grens ligt, omdat we die simpelweg nog niet ontdekt hebben”, zegt medeoprichter Roeland Jan Dijkhuis. “Als je ons zou vergelijken met een afvalverbrandingscentrale, dan zie je dat bij ons de vaste stoffen niet samensmelten. Glas blijft glas, metaal blijft metaal. Dat maakt de nascheiding veel eenvoudiger.”

Elektronica-afval

De technologie van DOPS heet Direct Carbon Immobilization. Door dit proces kun je veel meer nuttige grondstoffen terugwinnen uit afval. Zo draagt de start-up bij aan de circulaire economie. Nederland heeft de ambitie om in 2050 volledig circulair te zijn. In dat jaar moet al het afval hergebruikt worden als grondstof. Wat er bij DOPS overblijft na het proces, hangt af van wat je in de reactor gooit. Dijkhuis: “Neem bijvoorbeeld elektronisch afval. Dat is een mix van metalen, mineralen en plastics. Aan de bovenkant komt er dan syngas (een mengsel van koolstofmonoxide en waterstofgas, red.) uit en aan de onderkant vaste koolstof, metalen en mineralen.”

Cirkel rond

Een mix van mineralen en metalen is in feite een erts, net zoals dat in de mijnbouw wordt gedolven. Dezelfde bedrijven die dit erts verwerken kunnen ook de grondstoffen uit de reactor van DOPS verwerken, al zijn de hoeveelheden nog klein. Syngas wordt nu al gebruikt in de petrochemische industrie om ethanol, methanol of nafta te produceren. De basisgrondstoffen voor de meeste plastics. De twee sectoren maken zo van erts en syngas consumentenproducten. “Je scheidt je afval in twee componenten die de mijnbouw en de petrochemische industrie kunnen gebruiken om weer nieuwe producten van te maken”, zegt Dijkhuis.

Volgens het tweetal kan hun technologie goed ingezet worden wanneer andere methoden zoals mechanische of chemische recycling van plastic afval niet mogelijk is, bijvoorbeeld omdat het afval te veel vervuild is.

Combinatie van twee ideeën

De start-up werd in 2021 opgericht, maar ontstond een jaar eerder vanuit twee gedachtespinsels bij de vier oprichters. Wiebe Pronker en Michiel Spits hadden een idee over het vergassen van afval. Roeland Jan Dijkhuis en Harmen Oterdoom hadden al een businesscase opgetuigd om metalen terug te halen uit apparaten. Daarbij vormde het plastic in die apparaten een probleem. In de zomer van de coronapandemie vonden de vier elkaar.

Technologie bewezen

De afgelopen jaren heeft DOPS zijn technologie verder door ontwikkeld. De huidige staat wordt aangegeven door zogeheten TRL-fases. Deze Technology Readiness Levels geven de mate van ontwikkeling van een technologie aan, waarbij TRL 1 staat voor technologie aan het begin van de ontwikkeling en TRL 9 voor technologie die technisch af en commercieel verkrijgbaar is. De reactor in het laboratorium van DOPS zit nu op TRL 5 en is bezig naar TRL 6 te gaan. Dat is voor een dergelijke reactor de eindfase. “TRL 6 betekent dat je bewezen hebt dat je technologie en proces werken”, zegt het tweetal. “Een volgende stap is dat je het in een industriële omgeving gaat testen, die representatief is voor gebruik bij klanten.”

Afvalhout vergassen

In die volgende stap - TRL 7 - wordt buiten op het terrein bij expertisecentrum Investa een kleine proeffabriek gebouwd. Daar is DOPS bezig de financiering voor rond te krijgen. “Daar willen we laten zien dat de reactor industrieel toepaspaar en schaalbaar is. Met name dat laatste is belangrijk om dit soort technologieën grootschalig te kunnen inzetten”, zegt Spits. Die eerste industriële fabriek wil de start-up in 2026 gaan bouwen bij zijn eerste klant. “Dat wordt onze demofabriek”, zegt hij. “Die klant gaat afvalhout vergassen om zijn aardgas te vervangen door syngas.”

Niet zelf producent

Die klant zet de techniek dus in om energie terug te winnen uit afval. Grondstoffen terugwinnen kan ook. De overblijvende koolstof bestaat bijvoorbeeld uit zwarte brokken, die lijken op steenkool. Dat is voor allerlei toepassingen bruikbaar, van actief kool tot een alternatief voor fossiele koolstoffen die bij het smelten van staal worden gebruikt. Behalve de eerder genoemde chemische bedrijven die het gas willen afnemen, staan ook voor de overblijvende metalen en mineralen de afnemers in de rij.

DOPS gaat zijn technologie in licentie verkopen. Bijvoorbeeld aan plantages met veel biomassa als afval. Die kunnen er gas van maken en met de koolstof hun bodem verbeteren. “We zien alle gebruiksmogelijkheden van de technologie, maar we zijn niet van plan om zelf afvalverwerker te worden. Het zijn onze klanten die uiteindelijk een businesscase gaan draaien met onze technologie”, zegt Dijkhuis.

Opschalen

In het expertisecentrum van Investa in Alkmaar heeft DOPS bewezen dat de technologie van labschaal werkt. Voor de reactor in het laboratorium kreeg DOPS 90.000 euro financiering. De start-up zit ook in een aantal onderzoekprogramma’s, zoals ReBBloCS. Daarin onderzoekt een consortium van bedrijven en de universiteit van Wageningen hoe je afval kunt hergebruiken als grondstof voor chemische producten. Voor dat project zijn miljoenen aan subsidie beschikbaar. Om verder op te kunnen schalen is DOPS op zoek naar kapitaal.

Green Chemistry Accelerator

DOPS Recycling Technologies was dit jaar een van de vijf deelnemers aan het Green Chemistry Accelerator programma (GCA) van Groene Chemie Nieuwe Economie (GCNE). Dat platform streeft naar een circulaire chemie met innovatieve technologieën, zonder fossiele brandstoffen en zonder CO2-uitstoot in 2050. Het GCA-programma is samen met Invest-NL en de Regionale Ontwikkelingsmaatschappijen (ROM’s) opgezet om start-ups te helpen op te schalen tot een volwaardig bedrijf. Zodat ze proeffabrieken kunnen bouwen, de markt op kunnen en uiteindelijk duizenden tonnen grondstoffen voor gerecycled of biobased plastic kunnen produceren.

Volgens het tweetal hielp het programma om de start-up klaar te maken voor investeerders en de blinde vlekken in de businesscase boven tafel te krijgen. Ook hielp het DOPS bepalen in welke markten het zijn eerste klanten kan vinden. “Een van die markten bestaat bijvoorbeeld uit bedrijven die van het aardgas af willen en voor wie waterstof nog veel te duur is”, zegt Spits. Ook leerde DOPS veel van de ervaringen van andere start-ups, die in dezelfde markt opereren. “We hebben geleerd dat we zeker niet de enige zijn die wilde, industriële plannen hebben”, zeggen de twee.

Dit artikel is ook verschenen bij Change Inc., redacteur André Oerlemans. Het maakt onderdeel uit van een serie artikelen over Groene Chemie, Nieuwe Economie.