TNO’s next generation bioraffinaderij versnelt materiaaltransitie

Materiaaltransitie nodig

Biomassa speelt een cruciale rol in de materiaaltransitie naar een circulaire en biobased economie.

De voordelen van biomassa gaan verder dan duurzaamheid alleen, vertelt Arjan Smit, Scientist Energie en Materialen Transitie bij TNO. “Biomassa residuen zijn overal in Europa beschikbaar, waardoor we meer zelfvoorzienend kunnen zijn en minder afhankelijk van fossiele bronnen buiten Europa. Bovendien raken fossiele brandstoffen een keer op, en is het belangrijk dat we nu al stappen zetten richting een duurzaam alternatief.”

Doorbraak in technologie

Hoewel bioraffinage veel voordelen biedt, zijn er nog uitdagingen. Veel bioraffinage technologieën zijn nog in ontwikkeling en richten zich op een beperkt aantal biomassastromen. Bovendien voldoet de kwaliteit van de groene bouwstenen vaak niet aan de industriële eisen.

Daarom hebben TNO en partners samengewerkt om kosteneffectief hoogwaardige bouwstenen zoals cellulosevezels, suikers en lignine te isoleren. Lignine, bestaande uit aromatische bouwstenen, kan worden gebruikt voor producten zoals lijmen, coatings, verf en purschuim. Dankzij Fabiola kan 75-80% van de lignine uit biomassa worden gehaald, met een veel hogere kwaliteit dan voorheen.

Arjan Smit legt uit: “De geavanceerde technologie Fabiola, ontwikkeld door TNO om kostenefficiënt hoogwaardige groene bouwstenen uit biomassa te isoleren, staat klaar om in de praktijk te worden gebracht. Een demonstratie-bioraffinaderij die tot 1 miljoen kilo biomassa per jaar verwerkt, zou een belangrijke stap zijn in het versnellen van de materiaaltransitie”.

Geavanceerde bioraffinaderij op demoschaal

Smit vervolgt: “We werken eraan om deze succesvolle scheidingstechnologie op grotere schaal toe te passen in een demonstratie-bioraffinaderij, die tot 1 miljoen kilo biomassa per jaar kan verwerken. Deze fabriek zal een ‘proof of concept’ voor de commerciële haalbaarheid zijn en kan als blauwdruk fungeren voor toekomstige grootschalige bioraffinaderijen in Europa”.

“Een demonstratiefabriek kan 80-95% van de biomassa restafval omzetten in groene bouwstenen voor hoogwaardige materialen en verwerkt flexibel verschillende soorten biomassastromen uit reststromen. Dat is aanzienlijk efficiënter dan andere technologieën. Het verbeterde proces verbruikt bovendien minder energie en werkt op een lagere temperatuur, waardoor de kosten dalen en de impact op het milieu afneemt.”

De demonstratiefabriek richt zich eerst op de productie van groene bouwstenen voor de bouw- en constructiesector. Biobased bouwmaterialen zijn een enorm groeiend marktsegment, vooral nu Europese overheden zich committeren aan ambitieuze duurzaamheidsdoelen,” zegt Smit. “In 2030 moet 25% van de materialen in nieuwe gebouwen biobased zijn. Dat vergt een enorme hoeveelheid groene bouwstenen, en bioraffinaderijen kunnen daar een sleutelrol in spelen.”

Snelheid is geboden

Het werk van TNO voor zo’n demonstratie-bioraffinaderij is een belangrijke stap in de overgang naar een circulaire en biobased economie. De proeffabriek heeft een verwerkingscapaciteit van 1 miljoen kilo biomassa per jaar. Dat lijkt veel, maar is slechts een fractie van wat nodig is voor een volledige transitie. Om aan de toekomstige vraag te voldoen, zouden er tientallen veel grotere bioraffinaderijen nodig zijn.

Smit benadrukt: “Deze opschaling kost tijd en geld. Er zijn investeringen nodig en het duurt een aantal jaar voordat een fabriek operationeel is. Daarom is het belangrijk dat we nu beginnen met het opbouwen van deze capaciteit als we de klimaatdoelen willen halen.”

Samen ontwikkelen en bouwen aan een circulaire en biobased economie

Samen met onderzoeksinstituten en universiteiten werkt TNO aan de opschaling van de technologie Fabiola. Universiteit Utrecht droeg bij aan de ontwikkeling van het proces om hoogwaardige lignine te produceren, en Fraunhofer testte het bioraffinageproces op pilotschaal.

Smit: “We zoeken industriële partners om Fabiola te laten slagen. De demonstratiefabriek zal dienen als groeikern voor nieuwe innovaties en biobased producten zoals verpakkingen, textiel en bioplastics. Deze economische impact maakt opschaling interessant voor overheden en marktpartijen.

De weg naar een biobased economie is in gang gezet, daarbij vormen TNO’s doorbraken en innovaties in bioraffinage een solide basis. “We staan aan het begin van een grote verandering,” zegt Smit. “Samen kunnen we ervoor zorgen dat bioraffinaderijen het hart worden van de duurzame en circulaire economie van de toekomst.”

Project duurzame textielmaterialen

In het project HEREWEAR waarin TNO en partners samenwerken, richten we ons op het ontwikkelen van duurzame textielmaterialen uit restbiomassa. TNO gebruikt de Fabiola™-technologie en fractioneert restbiomassa en produceert de cellulose die nodig is voor de beoogde textielmaterialenwerken.

Zo is de eerste jurk uit tarwestro cellulose gemaakt, die de potentie van biobased materialen in de mode-industrie laat zien. Dit innovatieve project versterkt de samenwerking en innovatiekracht binnen Europa om de transitie naar een circulaire economie te versnellen en toont aan hoe biomassa kan worden omgezet in hoogwaardige, duurzame producten.

Andere projecten zoals BIONTEER en HYPELIGNUM richten zich op het ontwikkelen van respectievelijk biobased materiaalcomposieten en consumentenelectronica.