Bij de meeste mensen gaat er niet direct een belletje rinkelen als ze butadieen horen. Toch is de kans groot dat iedereen er mee in aanraking komt. Het zit in de zolen van de schoenen die we dragen, in de banden van onze auto’s en in allerlei verschillende soorten plastic die we gebruiken. Het gas ontstaat als een bijproduct tijdens het kraken van nafta bij de productie van onder andere etheen. Ook een veelgebruikte bouwsteen voor kunststof.
Alleen, het kraken van nafta is niet bepaald een duurzaam proces. Het verwarmen van de ovens tot zo’n 900 graden kost veel energie en bij die verhitting gaat veel uitstoot de lucht in. Daarom zoeken wetenschappers en start-ups naar schonere alternatieven om de verschillende bouwstenen voor kunststoffen te maken.
Het oorspronkelijk Russische ETB Catalytic Technologies is zo’n start-up. In Geleen op de Brightlands Chemelot Campus werkt het team hard om hun schonere productiemethode van butadieen naar de markt te brengen. Hoe het werkt? Dat legt CEO Noah Vladimir Hirsch Trembovolsky uit. “We hebben een catalysator gemaakt die bio-ethanol omzet in butadieen. Dat gebeurt nu nog op semi-industriële schaal, maar we willen dit opschalen. Niet alleen om te laten zien dat het werkt, maar we willen dat mensen zoals jij en ik biobased eindproducten kunnen gebruiken. We willen de waardeketen opnieuw uitvinden”, legt hij uit.
Oude technologie in een nieuw jasje
De technologie die ethanol omzet in butadieen is niet nieuw en werd in het begin van de vorige eeuw ontdekt door de Russische chemicus Sergei Lebedev. In aanloop naar de Tweede Wereldoorlog werd de technologie vooral gebruikt door de Sovjet Unie als alternatief voor natuurlijk rubber dat vaak afkomstig was van Engelse plantages. Door van butadieen synthetisch rubber te maken, was de Sovjet-Unie niet afhankelijk van Engeland. Trembovolsky met een kort lachje: “Dit is de politieke geschiedenis en gaat natuurlijk veel dieper. Maar dat is weer een ander verhaal.”
Toen de chemische industrie een vlucht nam en naftakrakers de norm werden, verdween de technologie van Lebedev in de jaren 60 uit beeld. “Naftakrakers produceren voornamelijk etheen, maar ook andere chemische grondstoffen voor bijvoorbeeld de medische industrie. Butadieen is een van de restproducten die hierbij vrijkomt. Dus de prijs kelderde enorm, het was niet meer rendabel om van ethanol butadieen te maken.”
Maar volgens Trembovolsky komt hier de laatste tijd verandering in. Steeds vaker wordt er geen nafta meer gekraakt, maar schaliegas. Deze methode levert beduidend minder butadieen op. “Hierdoor is de prijs van butadieen verre van stabiel. En soms zijn er zelfs tekorten, wat prijzen verder opdrijft. Er is behoefte aan een alternatief. Onze technologie is zo’n alternatief, met als grote voordeel dat het een stuk schoner is. Zeker met het gebruik van bio-ethanol gemaakt uit bijvoorbeeld graan.”
Minder emissies en lager energieverbruik
Gevraagd naar hoeveel schoner, moet Trembovolsky het precieze antwoord schuldig blijven. “Dit is een lastige vergelijking om te maken. Bij een naftakraker is butadieen een bijproduct, de energie gaat niet direct naar de productie. Maar als je het vergelijkt met andere processen, waar butadieen wel een hoofdproduct is, zijn onze emissies ongeveer drie keer lager.”
Het begon in 2010 op de Universiteit van Moskou (Lomonosov Moscow State University), waar het team van Trembovolsky de ‘vergeten’ technologie in een modern jasje goot. “Kijk naar het klimaat en alle uitdagingen die hierbij horen. Ook de chemische industrie moet verduurzamen. Wij willen hiervoor biobased grondstoffen gebruiken en zijn overtuigd dat dit kan. We zijn met lab experimenten begonnen, we moesten een alternatief vinden voor sommige materialen in de originele catalysator. Deze waren niet meer op industriële schaal verkrijgbaar. Bovendien was de oorspronkelijke techniek niet efficiënt genoeg, dat wilden we verbeteren”, blikt Trembovolsky terug.
Naar Brightlands Chemelot
Dat lukte in samenwerking met de ‘beste wetenschapper, engineers en chemicussen van de universiteit’. Trembovolsky en zijn team slaagden erin om een verbeterde catalysator te maken. Specifieke getallen noemt hij liever niet. De nieuwe technologie levert volgens de CEO een stuk meer butadieen op, terwijl er een stuk minder energie voor nodig is.
Na succesvolle trials in Moskou volgde een lang marktonderzoek en patenteerde ETB hun technologie in verschillende landen. “We willen dicht bij onze klanten zitten, dus keken we naar verschillende landen waar groen butadieen groot kan worden. Destijds was Trump nog aan de macht en hij ging full fossil. Amerika viel dus snel af. Europa had het al langer over verduurzamen. Ook de Green Deal waar nu aan wordt gewerkt, past bij onze filosofie. Dus besloten we naar Europa te gaan. Op Slush in Finland kwamen we in contact met een scout van Brightlands Chemelot.”
Productie van groen butadieen opschalen
Trembovolsky bekent eerlijk dat hij nog nooit van Geleen had gehoord. Maar na een uitgebreide uitleg was hij enthousiast en besloot met zijn team de stap te wagen. “Het is super interessant om met zoveel verschillende chemische start-ups bij elkaar te zitten, daar leer je van. Ook heb je hier verschillende grote spelers en is het contact met universiteiten erg goed. Het is een goede plek om te starten vanuit Europa.”
Inmiddels is ETB het lab ontgroeid, de Brightlands Chemelot Campus is volgens hem daarom de ideale plek om door te groeien. Het bedrijf zoekt hiervoor constant naar partners om de waardeketen te verduurzamen en de productie van groene butadieen op te schalen. Zo tekende ETB al een overeenkomst met Trinseo, een internationale chemiereus vooral groot is in de productie van synthetisch rubber, voor een pilot fabriek in Europa. De bio butadieen uit deze fabriek, gebruikt Trinseo om synthetisch rubber van te maken voor de productie van banden. “In deze fabriek gaan we op industriële schaal testen of de bio butadieen hogerop in de productieketen kan worden gebruikt voor duurzamer rubber en groene banden. Deze samenwerking is de eerste stap naar een schonere en duurzamere waardeketen, butadieen wordt in veel meer producten gebruikt.”
Innovation Origins schrijft over de laatste ontwikkelingen op de Brightlands Chemelot Campus, één van de toonaangevende plekken in Nederland voor science & innovatie. Daarbij volgen we de bedenkers én uitvoerders op hun gezamenlijke weg naar de markt. Brightlands Chemelot Campus is sponsor van deze serie. Lees hier de eerder verschenen artikelen.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
