Duurzame brandstoffen uit nutteloze afvalstromen

Flexibel schakelen

Eerder ontwikkelde TNO de adsorptietechnologie SEDMES (Sorption Enhanced DME Synthesis) die CO2 en groene waterstof in één stap omzet in hernieuwbare (r)DME. Die DME kan dienen als vervanging van diesel en LPG als brandstof voor industrie en transport. Ook is het een duurzaam alternatief voor propaan- en butaangas dat veel in afgelegen gebieden wordt gebruikt. Door SEDMES te koppelen aan de TNO-vergassingstechnologie MILENA zijn op een heel flexibele manier twee biobrandstoffen te maken: rDME en synthetisch aardgas (SNG).

”Afhankelijk van de wisselende vraag in bepaalde seizoenen of gebieden kun je dan heel flexibel schakelen van het ene naar het andere product”, vertelt TNO-onderzoeker André van Zomeren.

Van nutteloos naar waardevol product

Deelnemers aan het Butterfly-consortium zijn onder meer universiteiten uit Finland, Italië en Duitsland, energiebedrijf ENGIE, DME-producent Dimeta en TNO spin-off TORWASH. dat slib als residu uit rioolwaterzuiveringen bewerkt tot een stof die als duurzame brandstof kan dienen. Net als bij de biogene afvalstromen geldt ook hier dat een nutteloos product dat normaal in een afvalverbrandingsinstallatie belandt, nu via vergassing een waardevol product oplevert.

”We gaan op labschaal testen doen met een grote variëteit aan afvalstromen om daarvan duurzame brandstoffen syngas en DME te maken. Daarna volgen demonstraties op grotere schaal. Er is tot op heden nog een enkele partij erin geslaagd dit op een flexibele en rendabele manier te doen. In Butterfly gaan we laten zien dat dit kan.”

Technologieën doorontwikkelen

Een belangrijke partner hierin is ENGIE, dat zijn Gaya-platform bij Lyon beschikbaar stelt voor de experimenten en demonstraties met vergassingstechnologieën. TNO kan hier kennis die is opgedaan in het eigen laboratorium inbrengen en doorontwikkelen in grootschaliger demo’s.

Basis voor tal van innovaties

In de eerste fase van Butterfly heeft TNO uiteenlopende reststoffen met de vergassingstechnologie MILENA getest. Ook is er onderzocht of stoom, die gebruikt wordt tijdens de vergassing, kan worden vervangen door waterstof. Stoom is namelijk ongeschikt voor SEDMES en moet verwijderd worden voor het koppelen van beide technologieën. Waterstof is juist wel nodig in het SEDMES-proces en voor de MILENA technologie maakt het niet uit. De eerste resultaten zijn succesvol. In de loop van 2024 wordt een fysieke ondergrondse verbinding aangelegd tussen twee labs van TNO in Petten om de koppeling tussen SEDMES en MILENA uitgebreid te beproeven. Daarna volgen de testen en demonstraties bij ENGIE in Frankrijk.

”Die verbinding is een lang gekoesterde wens die dankzij financiering door de EU nu werkelijkheid wordt. We brengen het gas dat uit MILENA voortkomt naar het SEDMES-proces. Dat is niet alleen van groot belang voor Butterfly maar dient ook als basis voor tal van andere innovaties die we hiermee kunnen realiseren”, zegt André.

Voldoende biogeen afval beschikbaar

De EU en Nederland hebben grote ambities om fossiele brandstoffen te vervangen door duurzame. Reststromen uit de agrarische sector en afvalhout zijn met de TNO-technologieën om te zetten in biobrandstoffen. In Butterfly komt daar nog een extra voordeel bij, namelijk flexibiliteit oftewel makkelijk kunnen switchen tussen productie van rDME en SNG afhankelijk van de vraag op dat moment in die regio of de prijsontwikkeling.

”En omdat je zoveel verschillende reststromen kunt omzetten in biobrandstoffen wordt je minder afhankelijk van andere energiebronnen of landen waar je liever geen zaken mee doet. We beschikken in Europa over voldoende biogeen afval om hier grootschalig duurzame brandstoffen mee te produceren. Bovendien is de technologie straks overal ter wereld toepasbaar waar voldoende reststromen aanwezig zijn. Dit wordt een belangrijke stap in de energietransitie.”

Hoogwaardige bouwstenen voor de chemie

Door het kunnen combineren van verschillende technologieën met allerlei reststromen beschikt TNO nu over een platform waar bedrijven met allerlei vragen rond biobrandstoffen terecht kunnen. In het biofuels lab zijn alle denkbare stappen in het proces van biomassa en CO2-bronnen naar duurzame brandstoffen uit te testen.

”Zo leggen we tevens de basis om in de toekomst de chemie te voorzien van hoogwaardige bouwstenen”, aldus André van Zomeren.