Veel bedrijven zoeken een oplossing voor verwerking van gemengde kunststofstromen. UPP! stuitte op een Australische uitvinding die het plastic door wrijving laat smelten. Binnenkort staat de Australische pilotinstallatie in de Groningse Eemshaven.

Plastic afval vormt wereldwijd nog steeds een groot probleem. Gelukkig proberen steeds meer landen de verschillende kunststofstromen zoals polyetheen, polypropeen, polystyreen en polyvinylchloride te scheiden en hergebruiken. Toch blijft er na inzameling en sortering vaak nog meer dan vijftig procent gemengd en vaak vervuild afval over waar men eigenlijk niks anders meer mee kan dan verbranden of geheel afbreken en weer opbouwen. Dat eerste is zonde, het tweede kost veel energie en kan lang niet voor alle gemengde en vervuilde fracties goed worden toegepast.

Jan Jaap Folmer richtte ruim vier jaar geleden Upp! op, naar eigen zeggen een impact gedreven social enterprise dat zich als doel stelt plastics te redden van verbranding en dumpen. Met Vietnam, Singapore, Indonesië en Nederland als werkgebied lukte het de ondernemer om de lastige kunststofstromen om te zetten in bouwblokken, dakpannen of bijvoorbeeld stoeptegels met een waterreservoir.

Wrijving

In zijn zoektocht naar een efficiënte en eenvoudige plastic verwerkingstechnologie, stuitte Folmer op een interessante Australische innovatie. Folmer: ‘Met deze technologie is het mogelijk ongesorteerd, ongewassen en ongemalen gemengd plastic afval te verwerken tot eindproducten zoals bijvoorbeeld palen en planken. De machine verwerkt tapijttegels, visnetten, multilayer verpakkingen en zelfs gymschoenen of sigarettenpeuken. De basis van de technologie is dat elk stuk plastic door middel van wrijvingsenergie wordt verwarmd tót zijn eigen smeltpunt. Daarna waarna het in gesmolten toestand met de andere gesmolten plastics wordt gemengd tot een homogene massa. Die massa perst men vervolgens in een mal. De kwaliteit van het nieuwe materiaal is hierdoor veel beter dan je op basis van de laagwaardige en gemengde input zou verwachten.’

Jan Jaap Folmer (Uppact): ‘Technologie is maar een deel van de oplossing. We moeten lokale partijen betrekken om cirkels te sluiten.’

Het proces slaat dus zowel sortering, shredderen en wassen van het materiaal over en is zo een kosten- en energie-efficiënte oplossing voor vele lastig te recyclen afvalstromen. Om de installatie in Europa te commercialiseren zette Upp! samen met de Australische en Nederlandse partners het bedrijf Uppact op. Allereerst verscheept Uppact de prototype installatie naar Nederland als test- en demonstratiefaciliteit. Folmer: ‘Uiteindelijk is het de bedoeling om grootschalige verwerkingscapaciteit voor de verschillende moeilijk te recyclen plastic en textiel afvalstromen in Europa en ook wereldwijd op te zetten.’

 

Visnetten

In de tussentijd waren er nog wel twee uitdagingen. Uppact moest een locatie hebben voor de test en demonstratiefaciliteit en een partij die graag zijn moeilijke kunststofafval wil omzetten in duurzame producten. De locatie vond Folmer bij Groningen Seaports, dat graag experimenteerruimte biedt aan innovatieve duurzame bedrijven. Scheepsafvalverwerker Bek en Verburg had nog wel een afvalstroom dat ze graag wilde upcyclen: visnetten. Folmer: ‘Visnetten zijn doorgaans gemaakt van nylon, maar hebben vaak ook onderdelen van polyetheen. Vissers leveren afgedankte netten in bij Bek en Verburg met de boeien er nog aan. Ook die kunnen eenvoudig in de machine worden gevoed.’

Afvalstromen

Inmiddels is de installatie onderweg van Australië naar Groningen en kan Uppact bijna starten met de eerste proeven. ‘Als alles goed verloopt, is het de bedoeling verschillende commerciële productielijnen in te richten, afhankelijk van de behoefte van een afnemer’, zegt Folmer. ‘Een fabriek van deze omvang moet jaarlijks minimaal vijfduizend ton aan verwerkt plastic afval afzetten. Wat betreft aanvoer voorzie ik geen problemen. De vraag naar recyclingcapaciteit is wereldwijd enorm en deze moeilijk te recyclen gemengde stromen plastic en ook textielafval verdwijnen nog grotendeels in de verbrandingsovens, op stortplaatsen en in de rivieren en oceanen. Ook synthetisch textiel zoals bijvoorbeeld polyester of nylon is zeer lastig te recyclen, maar met onze technologie prima te verwerken. Wij denken dan ook met ons Textiel-Plastic-Composiet materiaal mooie producten te kunnen maken. En voor een aantal afvalstromen waar Bek en Verburg nu geen duurzame alternatief voor heeft, is onze technologie een mooie oplossing. Zo hebben we ook een unieke toepassing voor het plastic afval dat bij dit bedrijf van schepen en uit de oceanen en rivieren komt.’

Regionale producten

Het team van Uppact lijkt het technisch dan ook goed voor elkaar te krijgen, maar daarmee stopt het voor Folmer niet. ‘Technologie is maar een deel van de oplossing. We moeten lokale partijen bij dit soort projecten betrekken om cirkels te sluiten. Als we producten maken waar lokaal behoefte aan is, hoef je ze niet de hele wereld over te transporteren. Het mooiste zou zijn als we nieuwe netten van de oude visnetten kunnen maken, maar misschien zijn boeien ook goed. We werken graag met lokale kunstenaars of ontwerpers die oplossingen bedenken voor lokale problemen. Zo hadden de dakpannen die we in Vietnam maakten een uitsparing voor een zonnepaneel. Op die manier los je onderdak en energievoorziening in een keer op. Groningen heeft zijn eigen dynamiek, maar we zijn ook hier al met regionale productontwikkelaars en designers bezig met mooie en bruikbare producten voor de regio uit afval van diezelfde regio.’

Vanwege een dalende vraag naar haar product moest Sabic in 2014 haar PPE-fabriek sluiten. Het plan was om de fabriek in Bergen op Zoom volledig te verwijderen. Gelukkig is daar uiteindelijk niet voor gekozen, want de vraag naar de plastic korrels van Sabic is nu weer enorm gestegen. Dat komt onder andere door de toename van elektrische auto’s en zonnepanelen. De oude fabriek wordt daarom nieuw leven in geblazen.

Het is een beetje gek: er wordt door de werknemers van Sabic over een nieuwe PPE-fabriek gesproken, terwijl hij er al sinds de jaren tachtig staat. Toch is nieuw wel gepast hier. De fabriek wordt helemaal gemoderniseerd voordat hij weer polyfenyleenether (PPE) gaat produceren. Bram van Veen, operations manager PPE-fabriek: ‘De fabriek wordt volledig state-of-the-art gemaakt. De grote stukken staal blijven intact, maar er wordt veel nieuwe technologie in aangebracht, de bekabeling wordt efficiënter en we krijgen een compleet nieuwe controlekamer. De hele installatie wordt efficiënter en gemakkelijker te onderhouden.’

PPE is de basisgrondstof voor de productie van Noryl-kunststoffen. Deze plastic korrels worden onder andere gebruikt in elektronica, accu’s, de onderkant van cv-ketels en zonnepanelen.

Ook wordt de stevige kunststof gebruikt om elektrische auto’s lichter te kunnen produceren. ‘Niemand had verwacht dat de elektrische auto’s zo’n vlucht zouden nemen, toen we de fabriek sloten’, vertelt Van Veen.

2020

Sabic heeft in het Amerikaanse Selkirk (New York) ook een PPE-fabriek staan, maar om te voldoen aan de toenemende vraag is nog een fabriek in Europa nodig. Van Veen: ‘Toen is besloten om de fabriek hier weer op te starten, want die staat er al, de equipment is nog goed, utilities zijn aanwezig en we hadden de vergunningen al. Ook zijn de kennis, kunde en ervaring aanwezig.’ De wereldwijde productiecapaciteit kan op deze manier met veertig procent worden uitgebreid.

De fabriek is al helemaal geïnspecteerd en elke opslagtank wordt gecontroleerd en eventueel vervangen. De verwachting is dat de fabriek begin 2020 ‘mechanical complete’ is. Daarna kan met de commissioning worden begonnen. Volgend jaar zomer moet het eerste product uit de fabriek komen. Maar dan moet nog worden onderzocht of het aan alle eisen voldoet. Vervolgens moeten van de PPE nog de plastic korrels worden gemaakt in de compoundingfabrieken. Van Veen: ‘De korrels worden specifiek voor klanten gemaakt, het is een specialty product. Iedere klant krijgt een uniek product met de gewenste eigenschappen.’

Nieuwe medewerkers

Tijdens de piek van de bouw zijn zo’n vierhonderd man aan het werk. Als de PPE-fabriek eenmaal draait, biedt zij werk aan 59 nieuwe medewerkers. Sabic is op dit moment druk bezig om hen aan te nemen voor het runnen en onderhouden van de PPE-fabriek. Van Veen: ‘We zoeken verschillende mensen van mbo-3 tot en met academisch niveau. Tot op heden hebben we nog niet te klagen over het vinden van nieuwe medewerkers. De helft hebben we al binnen. Ik mag van geluk spreken als ik kijk naar de operationele groep, want we hebben ook schoolverlaters weten aan te trekken. De hele chemische industrie heeft te maken met een stukje vergrijzing, dus het is voor ons heel belangrijk om jonge mensen aan te nemen.’

Dat lukt doordat het bedrijf nauwe banden heeft met het roc. Ook de gemeente Bergen op Zoom speelt een rol. Zij is bezig om techniekonderwijs in de regio goed op de kaart te krijgen en bedrijven te verbinden met het onderwijs.

Opstarten

Maar de 59 nieuwe medewerkers moeten natuurlijk niet allemaal net uit de schoolbanken komen. Van Veen: ‘We zoeken een balans tussen schoolverlaters, mensen die al in de fabriek hebben gewerkt voordat hij in 2014 werd gesloten en mid-career professionals. Denk bij die laatsten bijvoorbeeld aan mensen die al een carrière hebben bij een ander chemisch bedrijf, maar nu liever dichter bij huis willen werken.’

Hoewel veel bedrijven lastig aan goed technisch personeel kunnen komen, heeft Sabic er dus nog geen problemen mee bij dit project. Van Veen denkt dat het komt omdat het opstarten van een fabriek een hele unieke ervaring is. ‘Daarom willen mensen hier nu graag komen werken.’

tekst gaat verder na de afbeelding

PPE

In de zomer wil het bedrijf het team compleet hebben om iedereen te kunnen trainen. Dat wordt bijzonder, want de oude fabriek staat nu al helemaal in de steigers. ‘Hoe vaak heb je nou de kans om door een fabriek te lopen waar de vaten open staan, waar je de destillatiekolom op kan klimmen en in de man-
gaten kan kijken? Ga jij in een draaiende fabriek aan de slag als operator dan moet je overal afblijven, hier kan je nu alles van dichtbij bekijken.’

Tijdens de training wordt dan ook de 48 meter hoge fabriek beklommen om te kijken hoe ze er van binnen uit ziet. ‘De commissioning is vervolgens de beste leerfase die je kunt hebben’, legt van Veen uit. ‘Je begint met water in de fabriek en er gaan dan wel eens dingen fout die je moet herstellen. In die fase leer je de fabriek heel goed kennen en weet je wat haar aandachtspunten zijn.’

Feiten en cijfers

  • Op de Sabic-locatie in Bergen op Zoom werken zo’n 1325 medewerkers
  • Er staan acht fabrieken die grondstoffen als PPE maken, maar ook eindproducten zoals plastic korrels
  • 24/7 operatie in 5 ploegendienst
  • Fabrieken die het willen, mogen zelfroosteren
  • Sabic in Bergen op Zoom is een Brzo-bedrijf met eigen 24/7 calamiteiten organisatie
  • Het fabrieksterrein In Bergen op Zoom is tweehonderd hectare en beschikt over een eigen haven
  • Wereldwijd telt het bedrijf 34.000 werknemers op 64 grote productiesites

De afbreekbare plastics uit rioolwater van het Phario-project maakten de meeste indruk op de jury en het publiek tijdens Watervisie 2018. Phario werd dan ook verkozen tot Water Innovator of the Year 2018. De jury noemde het project een beloftevolle combinatie van een technische en sociale innovatie. Het verbindt het maatschappelijke probleem van onafbreekbare kunststoffen aan de circulaire opdracht van de watersector.

Tijdens haar pitch was innovatiemanager van het Phario-project Etteke Wypkema in het zwart gekleed. Op die manier nam ze symbolisch afscheid van het oude lineaire gedachtegoed. ‘Waterschappen zijn onderdeel van een circulaire economie waarin rioolwater de basis is van waardevolle grondstoffen.’ Niet geheel toevallig toonde ze daarna een door een kunstenares ontworpen urn gemaakt van PHA, een afbreekbare polyester dat bacteriën kan produceren uit rioolwater. Een mooi voorbeeld hoe PHA is te verwerken in producten die tot nog toe vooral het milieu belastten. De toenemende zorgen om microplastics maakt de impact van de innovatie extra groot. Want anders dan traditionele kunststoffen, is PHA volledig bio-afbreekbaar.

Het Phario-project produceerde al succesvol PHA en is nu klaar voor opschaling. De gezamenlijke inspanningen van vier waterschappen en partners leidde tot een succesvolle productie tegen een concurrerende kostprijs. Nu staat de innovatie voor een opschaling en zoeken de partners naar partijen die het aandurven bio-PHA te vercommercialiseren.

pha-grondstof-585x335

De verkiezing

De Water Innovator of the Year is een verkiezing waarin wordt gezocht naar innovatieve bedrijven, start-ups of overheidsinstellingen die innovatie, duurzaamheid, publiek-private samenwerking hoog in het vaandel hebben staan. Er wordt gekeken naar innovaties die het gebruik van (industrie)water goedkoper, duurzamer of efficiënter maken. Daarbij wordt niet alleen naar technologie gekeken, maar ook naar samenwerking binnen de waterketen.

De Water Innovator of the Year en het Watervisie congres zijn onderdeel van het Watervisie platform (www.watervisie.com): een samenwerkingsverband van de vakbladen Petrochem en Utilities en industriewaterexpert Evides Industriewater.

Morssinkhof Rymoplast Groep gaat een fabriek voor kunststofrecycling bouwen in Heerenveen. Naar verwachting zal de recyclingfabriek begin 2019 in gebruik worden genomen.

De fabriek wordt gebouwd naast de kunststofsorteerinstallatie in aanbouw van Omrin, HVC en Midwaste. In aanvulling op het kunststofverpakkingsafval van deze sorteerinstallatie zal de recyclingfabriek gelijksoortige afvalstromen uit Nederland en aangrenzende landen verwerken. De hypermoderne fabriek kan polypropeen (PP) en hogedichtheidpolyetheen (HDPE) uit consumentenafval verwerken tot nieuwe grondstoffen voor hoogwaardige toepassingen.

Omdat China per 1 januari een importverbod heeft ingesteld op verschillende soorten afval, waaronder plastic, gaat veel daarvan nu de verbrandingsoven in. In Europa is er te weinig capaciteit om het plastic dat voorheen naar China ging, te recyclen. Het gaat in Nederland overigens vooral om plastic bedrijfsafval. Plastic afval van consumenten moet namelijk verplicht binnen Europa worden verwerkt.

Meer weten over plastic recycling in Nederland? Lees het achtergronddocument De circulaire economie van kunststof: van grondstoffen tot afval van het Centraal Planbureau.  Minder recent maar ook informatief is de Factcheck plastic recycling van het Kennisinstituut Duurzaam Verpakken. 

LyondellBasell neemt een belang van vijftig procent in Quality Circular Polymers (QCP), een producent van hoogwaardige circulaire kunststoffen. Het petrochemiebedrijf neemt de aandelen over van Chemelot Ventures en regionale ontwikkelingsmaatschappij LIOF. Daarmee wordt LyondellBasell een 50/50 partner van Suez in QCP. Suez was al een groot aandeelhouder met 45 procent en neemt er vijf procent bij.

De fabriek van QCP op Chemelot (Geleen) is gebouwd in 2014 en produceert nu 25.000 ton hoogwaardig polypropeen en polyetheen per jaar. Het bedrijf wil de productie in 2018 uitbreiden naar 35.000 ton en in 2020 naar 50.000 ton per jaar.

Joint venture

Het is voor het eerst dat een grote kunststoffenproducent en een afvalverwerker een joint venture aangaan om te werken aan de doelen van de circulaire economie. LyondellBasell gaat de producten van QCP vermarkten en Suez is verantwoordelijk voor het aanleveren van ingezameld plastic huishoudelijk afval.

De transactie is nog onder voorbehoud van wettelijke goedkeuring. De twee partners verwachten de wettelijke goedkeuring nog voor het eind van 2017.

Het was een langgekoesterde wens van chemici. Is een bacterie in staat om bouwstenen voor kunststoffen te maken rechtstreeks uit alkanen zonder veel energie te verbruiken? Onderzoeker Youri van Nuland ontdekte in een studie aan Wageningen University & Research dat dit met een met speciale enzymen uitgeruste E. coli bacterie mogelijk is.

Om kunststoffen te maken moeten de bouwstenen aan elkaar gekoppeld worden. Elke bouwsteen heeft voor de koppeling aan de uiteinden twee speciale chemische groepen nodig, vergelijkbaar met haakjes of oogjes. Belangrijke bouwstenen zijn de zogenaamde alkaandiolen. Dat zijn alkanen, zoals propaan of butaan, met twee alcoholgroepen (‘haakjes’) aan de uiteinden. Ze kunnen gebruikt worden voor de productie van polyesters, polyurethanen, polyamides en andere kunststoffen.

De alkaandiol-bouwstenen die nu op de markt zijn, worden vaak gemaakt uit de complexere grondstoffen acetyleen of benzeen, via een aantal energie-intensieve stappen waarbij grote hoeveelheden van de broeikasgassen kooldioxide en lachgas vrijkomen. Per kilogram product is de emissie zes kilogram CO2.

Chemisch verlanglijstje

Het was dus zeer wenselijk om deze alkaandiol-bouwstenen rechtstreeks uit de eenvoudige en ruim voorradige alkanen te maken. Dit is mogelijk door beide uiteinden van deze moleculen te voorzien van een alcoholgroep, een ‘haakje’. Deze omzetting kost weinig energie en levert geringe hoeveelheden broeikasgassen op. Het realiseren van deze omzetting staat daarom sinds het begin van de petrochemie hoog op het verlanglijstje.

Toch was het niet eenvoudig om deze directe route voor de synthese van bouwblokken voor de kunststoffabricage te realiseren.

Doorbraak

Maar Youri van Nuland, promovendus bij de Wageningse groep Bioprocess Engineering, is er nu in geslaagd om met het AlkB-enzym toch de gewenste omzetting van alkanen tot alkaandiolen te realiseren. Hij rustte via genetische modificatie een bacteriestam van E. coli uit met de enzymen AlkB en alcohol acetyltransferase (Atf1). Hierdoor bleek AlkB wel in staat te zijn beide einden van het alkaan te voorzien van een alcoholgroep. De gevormde esters van een alkaandiol zijn vervolgens gemakkelijk en zonder veel energieverbruik om te zetten naar het gewenste alkaandiol.

Youri van Nuland toonde deze omzetting op laboratoriumschaal aan met alkanen variërend van butaan tot decaan. Verdere optimalisatie en schaalvergroting is nodig om er een industrieel proces van te maken. Op de vinding is een patent aangevraagd.

Het inzetten van koolstofdioxide en andere afvalgassen als nieuwe bron van grondstoffen wordt op Europees niveau een steeds belangrijker thema. Een nieuw consortium van veertien partners uit zeven landen, geleid door materiaalproducent Covestro, wil nu onderzoeken hoe rookgas van de staalindustrie kan worden gebruikt om op efficiënte en duurzame wijze kunststoffen te produceren. Zo kan aardolie worden bespaard.

Carbon4PUR is een sectoroverschrijdend project dat wordt gesubsidieerd door de Europese Unie. Binnen het project wordt onderzocht hoe de koolstof vanuit afvalgasmengsels van de staalindustrie kan worden gebruikt voor chemische processen en uiteindelijk voor de productie van isolatiematerialen en coatings. ‘Dit project helpt ons om onze grondstofbasis te verbreden en onze voetafdruk op het klimaat over de volledige waardeketen te verkleinen. Tegelijkertijd bundelen we de krachten via een samenwerking met industriële en academische partners uit gans Europa’, verklaart Markus Steilemann, lid van de raad van bestuur van Covestro.

Innovatie

Tijdens de staalproductie wordt een mengsel van koolstofdioxide en koolstofmonoxide geproduceerd. Het consortium Carbon4PUR wil deze mengsels gebruiken voor de productie van polyolen. Dat zijn essentiële componenten voor polyurethaan-isolatiematerialen en -coatings, die anders geproduceerd worden met ruwe olie.
Het proces dat wordt ontwikkeld, elimineert de stap waarbij afvalgas eerst moet worden gescheiden in verschillende afzonderlijke componenten. In plaats daarvan zal het gasmengsel nu via een chemo-katalytisch proces rechtstreeks omgezet worden in bouwstenen en halffabricaten voor polyurethanen, wat hun ecologische voetafdruk met 20 tot 60 procent kan verminderen.

Start proefproject

In Fos-sur-Mer in Zuid-Frankrijk, liggen een staalfabriek van ArcelorMittal en een productiebedrijf van Covestro naast elkaar. Hier wordt dit industriële proefproject opgestart.
Er wordt ongeveer acht miljoen euro voorzien voor een periode van drie jaar. De industriële partners zullen deze bijdrage extra kracht bij zetten door middel van verdere investeringen.

Afvalverwerker Suez en Kempenaars Recycling gaan samen werken aan slimme oplossingen om harde kunststoffen geschikt te maken voor recycling. Zo kunnen zij hoogwaardige grondstoffen leveren aan de kunststofproducerende industrie op basis van gebruikte plastics.

De twee bedrijven gaan een joint venture aan onder de naam SK Polymers. Dit bedrijf gaat nieuwe grondstoffen produceren die conventionele grondstoffen voor kunststofproducten kunnen vervangen. De afhankelijkheid van schaarse fossiele grondstoffen, zoals olie, wordt hierdoor kleiner. Sua zet hierbij haar expertise en ervaringen met onder andere haar sorteerinstallatie voor kunststof verpakkingsafval in Rotterdam in. Kempenaars stelt haar ervaringen met het sorteren van kunststoffen en een deel van haar locatie in Roosendaal beschikbaar.

De vraag van fabrikanten en kunststofverwerkers naar secundaire grondstoffen voor nieuwe kunststoffen neemt volgens de bedrijven sterk toe. ‘De vraag naar kunststoffen in Europa bedraagt nu ruim 50 miljoen ton per jaar, met als afnemers de verpakkingsindustrie, de bouwsector, elektronica en de automotive industrie.’

QCP is een initiatief van de ondernemers Huub Meessen en Marc Houtermans, beiden met ruime ervaring in de petrochemie. Ze wisten een consortium op de been te brengen dat naast henzelf bestaat uit SITA, Chemelot Ventures en NV Industriebank LIOF.

In de circulaire kunststoffabriek dienen gebruikte kunststoffen afkomstig van huishoudens en industrie als grondstof. De productiecapaciteit zal uiteindelijk jaarlijks 100.000 ton bedragen. De fabriek wordt in drie fases gerealiseerd. De totale investering bedraagt ongeveer 75 miljoen euro waarvan ruim 35 miljoen euro voor de eerste fase.

Partners

B+B Anlagenbau levert de apparatuur voor het opwerken van de inkomende balen plastic consumentenafval tot gesorteerde schone flakes. KraussMaffei Berstorff levert de extrusie-apparatuur om deze flakes te transformeren tot hoge kwaliteit polypropyleen en polyethyleen compounds. AZO verzorgt het interne transport en de opslag voor een volledig geautomatiseerde logistieke afhandeling van de materiaalstromen.

Vastbesloten

Huub Meessen, CEO van QCP, is zeer positief over de unieke samenwerking met deze drie leidende technologiepartners: ‘Afgezien van B+B, die zich al bewezen heeft in de circulaire polymeerindustrie, is het goed om te zien dat ook leidende spelers uit de traditionele polymeerindustrie, zoals KraussMaffei Berstorff en AZO, vastbesloten zijn om in de wereld van duurzame polymeren te stappen.’

De engineering van de fabriek is al gestart en met de constructie wordt deze maand begonnen om volgens plan in 2015 te kunnen opstarten.