Ab-initio BioEnergy Loop (ABEL)

Reststromen uit de landbouw

In Nederland wordt ongeveer 47% van het landoppervlak gebruikt voor landbouw en tuinbouw. Daarbij ontstaan grote hoeveelheden reststromen, bijvoorbeeld van granen, aardappelen en suikerbieten. Deze reststromen kunnen worden gebruikt voor biobased brandstoffen en materialen. Een deel van deze reststromen blijft nu op het land liggen. Dat is goed voor de organische stof in de bodem en voor koolstofopslag, maar kan ook leiden tot uitstoot van lachgas (N₂O), een sterk broeikasgas.

Toenemende vraag naar biomassa

Nederland gebruikt veel biomassa uit het buitenland. Volgens recente cijfers bestaat ongeveer 60% van de biomassa die in Nederland wordt gebruikt voor energie en materialen uit import. De verwachting is dat de vraag naar biomassa voor energie en materialen tegen 2030 ongeveer zal verdubbelen. Daarom kijken onderzoekers ook naar nieuwe bronnen in Nederland. Bijvoorbeeld naar openbare gronden langs de Rijntakken. Deze gebieden kunnen mogelijk jaarlijks ongeveer 370 kiloton droge biomassa opleveren.

Nieuwe technieken om biomassa te benutten

Het ABEL-project wil beter gebruik maken van het resterende biomassa-potentieel in Nederland. Daarbij combineren onderzoekers nieuwe kennis met moderne technologieën. Het doel is om biomassa-afval af te breken tot chemische bouwstenen. Dat zijn basisstoffen waaruit later nieuwe materialen of brandstoffen kunnen worden gemaakt.

Hiervoor worden technieken gebruikt zoals:

• Katalyse – het versnellen van chemische reacties met behulp van speciale stoffen (katalysatoren).
• Thermochemische processen – processen waarbij biomassa onder hoge temperatuur wordt omgezet in andere stoffen.

Met deze technieken kan biomassa worden gedepolymeriseerd. Dat betekent dat grote moleculen worden afgebroken tot kleinere bouwstenen die opnieuw kunnen worden gebruikt.

Drie onderdelen van het project

Het project bestaat uit drie werkpakketten.

1. In kaart brengen van biomassa-reststromen

Onderzoekers verzamelen en analyseren verschillende soorten biomassa-afval in Nederland. Daarbij kijken ze naar de samenstelling van het materiaal, zoals:

• cellulose (vezelstructuur van planten)
• hemicellulose (een plantaardige stof in de celwand van planten die de cellulosevezels bij elkaar houdt en relatief makkelijk kan worden omgezet in suikers en biobased producten)
• lignine (stof die planten stevigheid geeft)
• anorganische stoffen (mineralen)

Op basis hiervan bepalen ze welke verwerkingsroute het meest geschikt is. Vezelrijke reststromen kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor biocomposieten: materialen waarin natuurlijke vezels worden gecombineerd met een bindmiddel.

2. Omzetten van biomassa naar producten

De eigenschappen van biomassa, zoals vocht en mineralen, beïnvloeden hoe goed deze kan worden verwerkt.

Daarom worden technieken toegepast zoals:

• Pyrolyse – biomassa verhitten zonder zuurstof zodat olie, gas en vaste koolstof ontstaan.
• Hydrothermische liquefactie – biomassa onder hoge druk en temperatuur omzetten in vloeibare brandstoffen.

Met deze processen ontstaan chemische bouwstenen die kunnen worden gebruikt voor:

• biobrandstoffen voor auto’s, scheepvaart en luchtvaart
• nieuwe materialen en chemicaliën

Ook de bijproducten worden benut. Daaruit kunnen bijvoorbeeld humusachtige stoffen worden gemaakt die de bodem verbeteren en planten voorzien van voedingsstoffen, zoals ijzer, fosfor en stikstof.

Daarnaast kunnen deze stoffen worden gebruikt als duurzame additieven in onder andere:

• bestrating
• cosmetica
• kunststoffen
• composietmaterialen

3. Milieu- en kostenanalyse

Om te beoordelen of deze technieken echt duurzaam zijn, voeren onderzoekers:

• levenscyclusanalyses (LCA) uit: een methode om de milieueffecten van een product over de hele levensduur te meten
• techno-economische analyses: studies naar de technische haalbaarheid en de kosten van nieuwe technologieën

Relevantie voor de BVOR

In het onderzoek wordt ook gekeken naar vervuiling in gft- en glastuinbouwafvalstromen die naar composteerinstallaties gaan. Daarom is dit project ook relevant voor de BVOR.

De BVOR vertegenwoordigt het grootste deel van de professionele bio-afvalverwerkers in Nederland. De leden verwerken gezamenlijk jaarlijks ongeveer:

• 2 miljoen ton groene reststromen
• 1 miljoen ton huishoudelijke en commerciële biologische reststromen

Samenwerking

Het project wordt uitgevoerd door een consortium van bedrijven en organisaties, waaronder afvalverwerkers (PreZero), biocharproducenten (Perpetual Next) en biocomposietproducenten (NPSP) en samenwerkingsverbanden, zoals de Federatie Bio-economie Nederland (FBN), Branche Vereniging Organische Reststoffen (BVOR), Vereniging Afvalbeheer Nederland (DWMA) en Amsterdam Green Campus.