Plastic maken van planten scheelt 10 miljoen ton CO2-uitstoot per jaar

Syclus heeft voor de productie van zijn biobased ethyleen onlangs een financier gevonden. CropEnergies, in Europa toonaangevend producent van duurzame ethanol, investeert 1,8 miljoen euro in de eerste fase van de bouw van een grootschalige fabriek op chemiesite Chemelot in Geleen. Die moet vanaf januari 2026 ruim 100.000 ton bio-ethyleen per jaar produceren en kost uiteindelijk tussen de 85 en 100 miljoen euro. Met de nieuwe investering kan Syclus alvast beginnen met de engineering en de technische haalbaarheid van de fabriek onderzoeken. “Met deze investeringen hebben we het geld om de eerste stappen te zetten die nodig zijn”, zegt grondlegger Joris van Willigenburg van Syclus.

Vierde grootste uitstoter CO2

Veel plastics en kunststoffen worden gemaakt van ethyleen. Deze worden gebruikt voor verpakkingen, bouwmaterialen, auto-onderdelen, op water gebaseerde verven, kleefstoffen, vezels, kleding en nog veel meer alledaagse producten. Nu wordt ethyleen nog gemaakt van fossiele grondstoffen. In Nederland produceren Dow Terneuzen, Shell Moerdijk en SABIC in Geleen in hun stroomkrakers 4000 kiloton ethyleen per jaar. Daar komen veel broeikasgassen bij vrij. Daarom staat het maken van ethyleen na de productie van cement, staal en kunstmest op de vierde plaats van grootste industriële emissiebronnen ter wereld.

Alcohol voor chemie

Je kunt ethyleen echter ook maken van ethanol. Die technologie wordt al op commerciële basis toegepast in Azië en Zuid-Amerika. Ethanol is gewoon alcohol en dat kun je op biologische wijze maken. “Alle grondstoffen die we gebruiken om alcoholische dranken van te maken kunnen we hiervoor gebruiken. In het geval van bio-ethanol voor Syclus worden vooral de oogsten gebruikt die ongeschikt zijn voor menselijke consumptie. Deze worden vergist, gedestilleerd en vervolgens houd je zuivere bio-ethanol over”, zegt Van Willigenburg.

Wereldwijd wordt er bijna 100 megaton bio-ethanol per jaar gemaakt, in Europa zo’n 5 megaton. Daarvan gaat 85 procent de benzine in. “Maar als het wagenpark in de toekomst vervangen wordt door elektrische auto’s kunnen we dat mooi gebruiken in de chemie om bio-ethyleen van te maken”, zegt hij. Voor de eerste fabriek in Nederland zou Syclus zo’n 4 procent van de huidige Europese ethanolproductie nodig hebben.

Lagere temperaturen

Bio-ethyleen wordt niet via het traditionele kraakproces gemaakt, maar via een katalysator. Terwijl in het kraakproces temperaturen van boven de 800 graden Celsius nodig zijn om van de grondstof nafta monomeren zoals ethyleen te maken, kan bio-ethyleen van bio-ethanol gemaakt worden op lagere temperaturen. De katalysator maakt van bio-ethanol ethyleen en water. Van 1,7 ton ethanol wordt 1 ton ethyleen en 0,7 ton water gemaakt. Dat is eenvoudig en ook nog eens een stuk efficiënter dan het kraakproces, waar van de nafta slechts 30 procent ethyleen overblijft.

Meer CO2 opslaan dan uitstoten

Door deze technologie kan met de productie van bio-ethyleen een gemiddelde CO2-reductie van 135 procent behaald worden ten opzichte van fossiel ethyleen. Dat scheelt op jaarbasis 10,8 megaton CO2 in Nederland. Dat is al de helft van de reductie die de Nederlandse industrie voor 2030 heeft toegezegd in het Klimaatakkoord. Dan gaat het over het besparen van de CO2-emissie van stoomkrakers, maar ook op de uitstoot van de broeikasgassen die vrijkomen bij het verbranden van plastics in de afvalfase. “Planten halen CO2 uit de lucht en via deze route stoppen we dat in het product. Het product heeft in het hele proces meer CO2 uit de lucht gehaald, dan erin is gekomen. Dat is uniek”, aldus Van Willigenburg.

Hoogwaardige recycling

Deze nieuwe technologie is een van de oplossingen op weg naar een groene chemie. Daarnaast sluit het feilloos aan bij huidige, bestaande circulaire bedrijfsmodellen en kan het ingezet worden in segmenten waar nu nog weinig gerecycled plastic wordt toegepast. Bijvoorbeeld bij verpakkingen voor voedsel en farmaceutische producten. Na gebruik kan dit plastic weer gewoon gerecycled worden. Van Willigenburg: “Wij maken ethyleen voor conventionele plastics, maar van een andere bron, die compatible is met alle recyclingtechnieken. Door ethanol een bestemming te geven in een recyclebare toepassing in plaats van voor brandstof, zorgen we er eveneens voor dat de CO2 voor een veel langere tijd in het eindproduct blijft. Wij passen goed in het plaatje van de recycling-industrie die zich nu in sneltreinvaart ontwikkelt.”

Krimpende gletsjers

Van Willigenburg werkt vijftien jaar als chemisch ingenieur, waarvan tien bij dienstverlener Sitech services op Chemelot. Hij kreeg het idee voor Syclus 2,5 jaar geleden. “Ik heb me altijd met het thema duurzaamheid en energiebesparing in de fabriek bezig gehouden. Die is heel energie-intensief en zorgt voor een gigantische CO2-uitstoot”, vertelt hij. “Ik kom al heel mijn leven in de bergen in Zwitserland en daar zie je de gletsjers ieder jaar kleiner worden. Daar, hoog in de bergen, gaat de klimaatverandering veel sneller. Ik dacht: ik moet daar iets mee doen en ben daar een masteropleiding over gaan volgen. Toen in 2018 het nieuwe kabinet met het klimaatakkoord kwam, hadden we hier op Chemelot een probleem, want we zijn na Tata Steel de grootse industriële bron van CO2-uitstoot.”

Idee niet opgepakt, dan zelf doen

De site formeerde een team met alle grote bedrijven en Sitech om te kijken wat er allemaal kan om CO2-uitstoot te verlagen. Ook Van Willigenburg zat daar in. “Een van de dingen die je kunt doen is bio-ethyleen maken uit bio-ethanol. Dit gebeurde al in Zuid-Amerika en Azië, maar niet in Europa. Het frustreerde mij een beetje dat dit hier in Europa niet werd opgepakt. Dit was een heel kansrijke manier om nu iets te doen. We zijn met heel veel technologieën bezig die misschien in 2050 een grote impact hebben, maar je zult ook met dingen moeten beginnen die je nu op grote schaal kunt toepassen. Ik dacht: dit is het. Dit moeten we doen. Maar als dat niet gebeurt, dan ga ik het zelf maar doen.”

Expertise van Chemelot

Hij formeerde een team van mensen met de benodigde specialisaties. Dit team vond uiteindelijk een partner en investeerder in CropEnergies. Daardoor kan Syclus van start. Voor het bouwen van de fabriek kan Syclus daarnaast een beroep doen op bedrijven en expertise op Chemelot. De komende anderhalf jaar is het team bezig met de voorbereiding om de bouw van de fabriek te kunnen starten. Daarbij gaat het om de engineering, vergunningen, de inkoop en logistiek van grondstoffen, de verkoop, enzovoort.

Belangrijke stap voor Chemelot

Directeur Loek Radix van Chemelot juicht het initiatief toe. “De strategie van Chemelot is erop gericht om het eerste volledig circulaire chemiepark in Europa te worden door over te schakelen op 100 procent hernieuwbare grondstoffen en elektrificatie van onze productieprocessen. Dat Syclus van plan is om duurzaam ethyleen te produceren op basis van hernieuwbare ethanol past perfect in onze strategie”, stelt hij. “Zeker omdat ethyleen door meerdere bedrijven op Chemelot wordt gebruikt voor de productie van veelgebruikte kunststoffen, wat ook circulair wordt door gebruik te maken van het duurzame ethyleen van Syclus. Met Syclus zetten we weer een belangrijke stap richting klimaatneutraliteit op Chemelot. Ik ben vooral heel trots dat Syclus is opgericht door ondernemers die op Chemelot werken.”

Dit artikel is eerder verschenen bij Change Inc in het kader van een campagne samen met Groene Chemie, Nieuwe Economie, redacteur André Oerlemans. Lees de hele reeks op deze site of bij Change Inc.