Circulaire piketpalen van Chemelot in vijf beelden

De ambitie is duidelijk: chemiepark Chemelot wil het eerste circulaire industriecluster in Europa worden. Hoewel de hoge energie- en grondstofprijzen de industrie momenteel voor flinke uitdagingen stellen, worden toch belangrijke eerste stappen gezet. Een overzicht.

Wim Raaijen

In 2050 – en het liefst eerder – moet het chemiepark Chemelot in Geleen volledig CO2-neutraal zijn. Daar lijken de verschillende chemiebedrijven eensgezind over. Maar wie neemt het voortouw? Immers, om die ambitie waar te maken, zijn nu al belangrijke investeringen nodig. Bijvoorbeeld in de infrastructuur. Voor circulaire en biogebaseerde grondstoffen zijn straks andere aanvoerketens nodig. De grondstoffen zullen steeds meer uit de mark zelf komen, dan via zeehavens uit fossiele bronnen. Het ontstaan van nieuwe ketens is voor dienstverlener Sitech, dat verschillende infrastructurele assets bezit, voldoende om zich op te splitsen in twee onderdelen die worden verkocht. De maintenance-tak en de centrale brandweer gaan naar de Duitse Ebert Hera Esser Group. Voor de infrastructuur op het gebied van spoor, wegen, riolering en een grote waterzuiveringsinstallatie is een heel andere eigenaar nodig. CEO Marc Dassen in het hoofdinterview van deze Petrochem: ‘Om afvalplastics, bijvoor- beeld in de vorm van korrels aan te voeren, zijn alleen al andere havenvoorzieningen nodig. En ga je die circulaire grondstoffen straks via de wegen op de site naar de fabrieken transporteren of ga je bijvoorbeeld investeren in een pijpleidingensysteem waar de pellets doorheen worden geblazen? Het zijn grote puzzels. Er zijn gelukkig genoeg bedrijven die investeren in infrastructuur en het geduld hebben om de investeringen over een lange termijn terug te verdienen. We zijn momenteel met potentiële kopers in gesprek voor dat onderdeel.’

Minstens zo belangrijk is natuurlijk dat de bedrijven op Chemelot en nieuwe toetreders gaan investeren in nieuwe processen en de inzet van nieuwe bronnen voor koolstof en waterstof. En ook op dat vlak lijkt Chemelot inmiddels volop in beweging. In dit artikel vijf interessante initiatieven.

Verschillende grote chemiebedrijven hebben plannen met de chemische recycling van afvalplastics. Sabic hoort zeker bij de koplopers op dat gebied. De plastic-recyclinginstallatie die Sabic samen met Plastic Energy in Geleen bouwt, is in de afrondende fase. Via pyrolyse produceert de fabriek nieuwe chemische bouwstenen als voeding voor de krakers van Sabic.

Circulaire polymeren

Het bedrijf verwacht dat de eerste circulaire polymeren nog dit jaar kunnen worden geproduceerd. Nu deze installatie bijna wordt opgeleverd, kondigde de CEO van de onderneming tijdens het jaarlijkse World Economic Forum in Davos aan dat het wil investeren in een nieuwe worldscale advanced recycling plant.

Sabic wil tegen 2030 jaarlijks 1.000 kiloton circulair plastic produceren, gebruik makend van haar zogenoemde TruCircle-oplossingen. Plastic Energy ontwikkelde de pyrolysetechniek om laagwaardige, gemengde en gebruikte plastics, die anders bestemd zijn voor

Beeld 2: Het oplossen van hoogwaardige plastics

verbranding of stort, om te zetten in een nieuwe grondstof: Tacoil. Sabic gaat in haar productieproces Tacoil gebruiken als alternatief voor traditionele fossiele materialen. Uiteindelijk zal alleen de invoer in de krakers anders zijn. De etheen die vervolgens bijvoorbeeld aan de polyetheen-installaties wordt geleverd, zal geen andere eigenschappen hebben dan voorheen. Zo kan Sabic circulaire polymeren produceren die qua eigenschappen identiek zijn aan de bestaande polymeren, zonder dat heel Chemelot op de schop gaat.

Het recyclen van hoogwaardige engineering plastics vereist een specifieke aanpak. Volgens Norbert Fraunholcz van startup Resolved Technologies is oplossen de beste optie voor de meeste kunststofsoorten in deze groep materialen.

Er is een heel scala aan technieken om van kunststofafval weer grondstoffen te maken. De minst ingrijpende manier is mechanische recycling. Een uitstekende route als de kunststoffen worden gesorteerd op soort polymeer. Het biedt echter geen oplossing om kleurstoffen of andere additieven te extraheren. Ook zijn er steeds meer initiatieven op het gebied van chemische recycling. Bij pyrolyse bijvoorbeeld worden polymeren teruggebracht tot de kleinste chemische bouwstenen, waarna ze naftakrakers kunnen voeden. Depolymerisatie gaat minder ver. Dan blijven grotere bouwstenen, monomeren, over. Het voordeel van deze technieken is dat kleurstoffen en andere additieven worden verwijderd. De nadelen zijn dat deze processen veel energie kosten en dat slechts een deel van het oorspronkelijke kunststofafval weer tot nieuwe kunststof kan worden verwerkt.

Fysieke route

Er is echter nog een andere route, namelijk het oplossen van afvalplastic. Bij dit proces worden de kunststoffen opgelost in een organisch oplosmiddel. Vervolgens wordt de verkregen oplossing onderworpen aan een reeks zuiveringsstappen om alle soorten verontreinigingen – denk aan kleurstoffen en vlamvertragers – te verwijderen. Daarna wordt het doelpolymeer teruggewonnen door het oplosmiddel te verwijderen en ten slotte geëxtrudeerd tot korrels. Dit is nog steeds een fysieke route, betoogt Norbert Fraunholcz, CEO van startup Resolved Technologies. ‘We passen een extra stap toe op de mechanische recycling en komen zo dicht bij de kwaliteit van virgin plastic. Een ander voordeel is dat we gebruik kunnen maken van de infrastructuur die al is opgebouwd rond mechanische recycling.’

Op dit moment is de Resolved-technologie geschikt voor diverse kunststoffen, met name engineering plastics. Denk aan ABS, polycarbonaat, PMMA en zacht PVC, die veel worden gebruikt in elektronicaproducten en auto’s. De enige duurzame manier om deze hoogwaardige kunststoffen te hergebruiken is closed-loop recycling. Waarbij de gerecyclede kunststof opnieuw wordt gebruikt in zijn oorspronkelijke toepassing.

Ketenpartners

Resolved Technologies bereidt momenteel de bouw voor van een proeffabriek op de Brightlands Chemelot Campus. En de volgende stap is een demofabriek. Hiervoor zoekt het bedrijf ketenpartners om bijvoorbeeld de circulaire materialen uit te proberen.

Beeld 3: Waterstof en andere chemische bouwstenen uit huishoudelijk

afval

Er is al veel geschreven over het Furecproject van energiebedrijf RWE. Onlangs kende het Innovatiefonds van de Europese Unie nog 108 miljoen euro toe aan het project om afval om te zetten in waterstof. Het doel van Furec is om twee installaties in Limburg te bouwen die vast huishoudelijk restafval verwerken. Met de toekenning van de subsidie komt de definitieve investeringsbeslissing dichterbij. RWE verwacht die in 2024 te nemen.

De financiering door het Innovatiefonds van de EU is volgens RWE een cruciale mijlpaal voor de voortgang van het Furec-project, dat een totale investering van 600 miljoen euro vereist. RWE is nu bezig met het aanvragen van de nodige vergunningen en toestemmingen. Daarnaast sluit het bedrijf contracten met leveranciers voor de installaties, potentiële afnemers van waterstof en CO₂ en bedrijven die afval in geschikte hoeveelheden en kwaliteit leveren.

Furec staat voor Fuse Reuse Recycle: vloeibaar maken, hergebruiken, recyclen. Als onderdeel van het Furec-project is RWE van plan een voorbehandelingsinstallatie te bouwen in Zevenellen (Limburg). Hier zet het niet-recyclebaar vast huishoudelijk afval om in brandstofpellets. De installatie zal ongeveer 700.000 ton huishoudelijk afval per jaar verwerken. Hiervan is ongeveer vijftig procent van biogene oorsprong, bijvoorbeeld textiel en papier. Dit komt overeen met de hoeveelheid vast stedelijk afval die jaarlijks door ongeveer twee miljoen mensen wordt geproduceerd.

Netaansluitingen

De grondstofpellets uit de voorbehandelingsinstallatie worden omgezet in waterstof in een tweede RWE-fabriek. Die komt op Chemelot. De fabriek zal naar verwachting 54.000 ton waterstof per jaar produceren. De bij de waterstofproductie vrijkomende CO₂ wordt afgevangen en kan worden opgeslagen of eventueel in de toekomst door de

Beeld 4: Recycling van autobanden

Ook het terugwinnen van chemische bouwstenen uit autobanden staat op Chemelot op de agenda. Black Bear Carbon heeft grote plannen.

Een interessante niche in de recyclingwereld is het verwerken van synthetisch rubber, oftewel autobanden. Zo wil het Engelse Circtec onder de naam Verda in Delfzijl een fabriek bouwen die via pyrolyse afgedankte banden omzet in transportbrandstoffen, chemicaliën en carbon black. Het bedrijf heeft de technologie al uitgebreid getest en bewezen in een pilot plant in Polen. Deze is vanaf

2008 in verschillende fasen opgeschaald tot een fabriek die 15 tot 20 kiloton bandenafval per jaar kan verwerken. Circtec is nu klaar voor de volgende stap: een fabriek op commerciële schaal in Delfzijl. Deze moet 220 kiloton afgedankte banden per jaar gaan verwerken.

Eind 2024 operationeel

Black Bear Carbon wil een soortgelijke fabriek bouwen op Chemelot. Het plan is om in twee identieke productielijnen rubbergranulaat van afgekeurde vrachtwagen- en autobanden te verwerken via carbonisatie. Dit is een pyrolysetechniek industrie als grondstof worden gebruikt. RWE zal de waterstof ofwel lokaal op het industrieterrein van Chemelot afzetten of transporteren naar industriële bedrijven in Rotterdam en het Ruhrgebied. Furec bereidt de nodige netaansluitingen voor op waterstof- en CO₂-infrastructuur. waarbij het rubbergranulaat zonder toevoeging van zuurstof wordt verhit in draaitrommelovens. Bij een temperatuur van 400 tot 850 graden Celsius valt het rubber uiteen in gasvormige en olieachtige producten, en een vaste reststroom. Tijdens het pyrolyseproces, dat enkele uren duurt, ontstaat steeds meer gas en steeds minder olie naarmate de temperatuur toeneemt. De twee productielijnen van Black Bear Carbon moeten volgens de planning eind 2024 operationeel zijn en gaan samen 40 kiloton granulaat per jaar verwerken.

Start-up ETB Global wil een demofabriek bouwen voor de productie van biobased butadieen op de Brightlands Campus op Chemelot. Het bedrijf denkt het ontwerp voor de installatie deze zomer klaar te hebben, waarna het in het vierde kwartaal kan beginnen met de bouw.

ETB Global vestigde zich eind 2020 op de Brightlands Campus. De installatie die het daar nu wil bouwen, krijgt een capaciteit van 100 kilo per dag. Tegen 2026 denkt de start-up dat commerciële productie mogelijk is. Naast de gereduceerde CO2-uitstoot en een lager energieverbruik heeft dit proces als voordeel dat bedrijven op Chemelot de restproducten waterstof en etheen kunnen gebruiken.

Identiek

Butadieen is een belangrijke grondstof voor de productie van verschillende plas- tics en rubbers. Denk aan autobanden, speelgoed en medische handschoenen. Momenteel wordt de bouwsteen voornamelijk geproduceerd uit fossiele grondstoffen.

Start-up ETB Catalitic Technologies ontwikkelde een katalytisch proces dat de chemische bouwsteen produceert met exact dezelfde specificaties als de gangbare fossiele variant. En dat is een groot voordeel. ‘Met het ontwerp van autobanden is jarenlang ontwikkelingswerk gemoeid. Stel je voor wat het betekent als de biobased bouwsteen andere specificaties heeft. Dan moet je veel veranderen. Ons butadieen is identiek en kan dus gewoon worden gebruikt in bestaande vervolgfabrieken’, stelt CFO Ernest Lempers.

Eén stap

ETB produceert butadieen uit bioethanol. ‘Met ons team hebben we gekozen voor de katalytische route. We gebruiken een zogenaamde polyfunctionele heterogene katalysator’, legt CEO Noah Hirsch uit. ‘Daarmee kunnen we meer dan veertien reacties in één stap doen. We hebben dus maar één reactor nodig. Dat bespaart op kapitaalinvesteringen en het is ook efficiënter dan processen met meerdere stappen.’

Hele waardeketen

Inmiddels is het proces uitgebreid getest in een proeffabriek. Hirsch: ‘We kijken nu naar industriële opschaling en ontwerpen momenteel de demonstratiefabriek.’ De start-up is ook op zoek naar partners in de keten. ‘We werken al samen met verschillende partners, maar dat kunnen er niet genoeg zijn. De enige manier om de transitie naar biobased chemicaliën mogelijk te maken, is samenwerking binnen de hele waardeketen.’

Projecten Op Chemelot

Opdrachtgever: Black Bear Carbon

Waar: Geleen

Investering: 78 miljoen euro

Afronding: tweede helft 2023

Opdrachtgever: Deep Branch

Waar: Geleen

Investering: onbekend

Afronding: onbekend

Opdrachtgever: ETB Global

Waar: Geleen

Investering: 10 miljoen euro

Afronding: 2025

Black Bear Carbon gaat op Chemelot rubbergranulaat van afgekeurde vrachtwagenen autobanden verwerken via pyrolyse. Daarbij valt het rubber uiteen in carbon black, pyrolyse-olie en -gas. De twee productielijnen krijgen elk een capaciteit van 2.300 kilo granulaat per uur en kunnen samen 40.000 ton granulaat per jaar verwerken. Dit levert maximaal 18.000 ton carbon black, ongeveer 6.000 ton gas en 20.000 ton olie per jaar op.

Biotechbedrijf Deep Branch wil een proeffabriek bouwen op Chemelot. Het bedrijf gebruikt micro-organismen om CO2 en waterstof om te zetten in eiwitten. Met de proeffabriek wil het bedrijf informatie verzamelen voor het engineeringontwerp van haar eerste productiefaciliteit op commerciële schaal. Die fabriek zou in al 2023 moeten produceren.

ETB Global wil een demonstratiefabriek voor de productie van biobased butadieen bouwen op de Brightlands Chemelot Campus in Geleen. Het bedrijf denkt het ontwerp voor de installatie medio 2023 klaar te hebben, waarna het in het vierde kwartaal met de bouw wil beginnen. De demo-installatie krijgt een capaciteit van 100 kilo per dag. Tegen 2026 denkt de startup dat commerciële productie mogelijk is.

Opdrachtgever: Itero

Waar: Sittard-Geleen

Investering: 25 miljoen euro

Afronding: 2024

Opdrachtgever: Resolved Technologies

Waar: Geleen

Investering: onbekend

Afronding: onbekend

Het Britse Itero bouwt op de Brightlands Chemelot Campus een demonstratiefabriek voor het omzetten van moeilijk te recyclen plastic afval in een grondstof voor nieuwe plastics. De unit krijgt een capaciteit van 27.000 ton gemengd plastic afval per jaar. Voor toekomstige fabrieken kunnen meerdere modules naast elkaar worden gezet.

Resolved Technologies bereidt de bouw voor van een proeffabriek op de Brightlands Chemelot Campus. Deze gaat kunststoffen recyclen door ze op te lossen in een organisch oplosmiddel. Het gaat nog steeds om een fysieke route, maar met een extra stap na de mechanische recycling waardoor de kwaliteit van het gerecyclede materiaal vergelijkbaar is met dat van virgin plastic.

Opdrachtgever: RWE

Waar: Geleen

Investering: onbekend

Beslissing: 2024

Opdrachtgever: Sabic Plastic Energy

Advanced Recycling

Waar: Geleen

Investering: onbekend

Afronding: 2023

Opdrachtgever: Syclus

Waar: Geleen

Investering: 100 miljoen euro

Beslissing: 2023

Opdrachtgever: Tessenderlo Kerley

Waar: Geleen

Investering: onbekend

Afronding: medio 2023

RWE wil op Chemelot een installatie bouwen die organische reststromen verwerkt tot grondstoffen-pellets, om die via vergassing om te zetten in circulaire waterstof. Over de afname van deze waterstof is RWE in gesprek met OCI, het moederbedrijf van kunstmestproducent OCI Nitrogen.

Sabic en Plastic Energy bouwen binnen een 50/50 joint venture een fabriek die moeilijk recyclebare kunststoffen omzet in synthetische oliën. Deze Tacoil gaat als grondstof naar de installaties van Sabic op Chemelot. Die maakt er opnieuw polymeren van. De fabriek is de eerste installatie op commerciële schaal en krijgt een capaciteit van 15.000 ton Tacoil per jaar.

Startup Syclus wil op Chemelot in Geleen een installatie bouwen die hernieuwbaar etheen uit hernieuwbare ethanol gaat maken. Deze krijgt een capaciteit van 100.000 ton etheen per jaar. Bij een positieve uitkomst van een haalbaarheidsstudie begint eind 2023 de basic engineering. In 2026 zou de nieuwe plant operationeel moeten zijn. Deze vergt een investering van 85 tot 100 miljoen euro.

Tessenderlo Kerley begon eind 2022 met de bouw van een fabriek voor vloeibare meststoffen op het Chemelot-terrein in Geleen. Het bedrijf verwacht dat de fabriek medio 2024 klaar is voor de productie van ammoniumthiosulfaat. De engineering en bouw is in handen van Le Gaz Intégral, dat al een soortgelijke fabriek in Rouen (Frankrijk) heeft gebouwd.