UPDATE 14 NOVEMBER 2018: Zo’n vijftig investeerders kozen uit tweeënveertig startups of scale-ups de beste twaalf die mogen presenteren in Düsseldorf tijdens de Europese finale van TechTour. Daaronder Grassa uit Venlo en Vertoro uit Geleen. Lees hier meer.

Vertoro is Spaans voor “Het Groene Goud”. De oprichters van deze spin-off van het Chemelot Institute for Science & Technology (InSciTe) hadden bij de keuze van hun naam duidelijk al hun eindproduct voor ogen. Vertoro test en valoriseert momenteel de technologie om lignine om te zetten in zogenaamde ruwe lignineolie (CLO). Lignine is een reststroom die wordt geproduceerd door papierpulp en cellulose-ethanolfabrieken. CLO, ofwel “het groene goud”, is als fossiele ruwe olie: geen eindproduct maar een tussenproduct voor de productie van brandstoffen en chemicaliën.

Onlangs ontving Vertoro samen met Prof. Emiel Hensen van de Technische Universiteit Eindhoven een startsubsidie van €40.000 van het NWO-domein Toegepaste en Ingenieurswetenschappen. De subsidie wordt gebruikt om de productie van CLO te verbeteren en verder op te voeren. Volgend jaar wordt daarvoor op de Brightlands Chemelot Campus in Geleen een proeffabriek van 50 ton CLO en in 2022 zelfs een van 10.000 ton gebouwd.

Het idee om lignine te gebruiken als grondstof voor de productie van duurzame chemicaliën en biobrandstoffen ontstond toen Vertoro op zoek was naar een manier om de problemen met bestaande biobrandstoffen op te lossen. “Op dit moment is er geen universele biobrandstof”, zegt Michael Boot, medeoprichter en CEO bij Vertoro. “Ethanol kan niet gemakkelijk worden gebruikt in dieselmotoren en biodiesel kan niet worden gebruikt in benzinemotoren. Belangrijk is dat benzine als basisbrandstof op zichzelf een relatief laag octaangetal heeft, waardoor het maximaal haalbare rendement en de prestaties van benzinemotoren worden beperkt. Diesel heeft op zijn beurt de neiging om de vorming van gevaarlijke emissies van stikstofmonoxide en roet te bevorderen. We hebben ontdekt dat zogenaamde aromatische zuurstofverbindingen kunnen helpen deze problemen op te lossen en daarom een veelbelovende kandidaat zouden kunnen zijn voor het universele biobrandstofetiket. Aangezien lignine voor 100% uit aromatische zuurstofverbindingen bestaat, zijn wij van mening dat het de ideale grondstof is om zo’n universele biobrandstof te produceren.”

Wereldwijd zijn er tal van pogingen gedaan om biomassa om te zetten in brandstoffen – de kandidaten voor de geschikte grondstof voor de bijbehorende technologieën varieerden van algen, bacteriën en zelfs varkensmest. Deze initiatieven haalden het echter niet tot massaproductie. Het initiatief van Vertoro onderscheidt zich niet alleen door de keuze van biomassa als grondstof en door het proces. Michael Boot: “Het businessmodel van Vertoro implementeert best practices uit de petrochemische industrie. Deze sector is winstgedreven, terwijl de biobased sector waardegedreven is. Helaas worden kosten in de biobased wereld te vaak over het hoofd gezien of in het beste geval zwaar onderschat. Bij Vertoro is het product CLO, een relatief laagwaardig product, en het proces, dat het meest lijkt op het maken van een goede espresso, is relatief eenvoudig, robuust, flexibel en vooral goedkoop.”

“Het proces lijkt nog het meeste op het maken van een goede espresso: relatief eenvoudig, robuust, flexibel en vooral goedkoop.”

Vertoro maakt hun ‘espresso’ van ligninepoeder, dat net als gemalen koffiebonen een bruin poeder is, gecombineerd met een relatief kleine hoeveelheid oplosmiddel. Deze worden dan onderworpen aan warmte en druk. In tegenstelling tot de traditionele manieren om lignine om te zetten, vereist de Vertoro-benadering geen katalysatoren, zuren of zelfs het terugwinnen van oplosmiddelen. Deze laatste eigenschap van de technologie betekent dat er het koken van het oplosmiddel niet nodig is, waardoor je op energie bespaart en een relatief lage koolstofvoetafdruk hebt. Het eindproduct van het proces is een mengsel van lignine en oplosmiddel. Afhankelijk van het type oplosmiddel kan dit mengsel voor verschillende doeleinden worden gebruikt. “Als je fenolharsen wilt maken – die bijvoorbeeld gebruikt worden voor het maken van snookerballen – voeg je fenol toe als oplosmiddel. De resulterende CLO kan dan direct worden gebruikt als grondstof voor de productie van gedeeltelijk biobased fenolharsen”, zegt Michael Boot. “Een ander voorbeeld is het toevoegen van diolen aan lignine om te komen tot een biobasisgrondstof voor polyurethaan (kunstleer voor stoelen, tassen, enz.). Lignine naar CLO-technologie is dus flexibel, omdat je het kan aanpassen aan verschillende markten, gewoon door het veranderen van het oplosmiddel.”

“Vertoro streeft naar een Saoedi-Arabië-achtige plaats in de biogebaseerde waardeketen”

Vertoro richt zich alleen op de productie van een halffabrikaat zonder zelf hoogwaardige producten te produceren. “Vertoro streeft ernaar een Saoedi-Arabië-achtige plaats in de biogebaseerde waardeketen in te nemen door zich te richten op het produceren van een biogebaseerde ruwe olie, goedkoper en op een grotere schaal dan wie dan ook. De Saoedi-Arabische aanpak betekent ook dat de toepassing van onze olie voor ons niet belangrijk is”, zegt Michael Boot. Hiermee onderscheidt Vertoro zich van bestaande lignine-initiatieven in Nederland. “We hebben ontdekt dat wanneer je rechtstreeks hoogwaardige producten uit lignine probeert te produceren, de bijbehorende kapitaal- en bedrijfskosten te hoog worden om winst te maken”, zegt Michael Boot. “Shell produceert ook geen benzine bovenop haar booreilanden en Tesla produceert ook geen auto’s in Chili in de buurt van de lithiummijnen. Daarom heeft het voor ons in ieder geval geen zin om bijvoorbeeld koolstofnanobuizen of andere hoogwaardige producten te produceren in de buurt van de ‘lignine-mijn’.”

“Shell produceert ook geen benzine bovenop haar booreilanden en Tesla produceert ook geen auto’s in Chili in de buurt van de lithiummijnen.”

Vertoro is van plan om in de toekomst licenties voor de productie van CLO te verkopen aan bedrijven met ligninestromen. De pulp- en papierindustrie heeft een enorme gecumuleerde ligninestroom van meer dan 50 miljoen ton per jaar. Lignine wordt echter vaak gemengd met andere chemische stoffen en moet dus in een vroeg stadium op grote schaal worden geraffineerd. De cellulose-ethanolindustrie produceert daarentegen slechts 1 to 2 miljoen ton relatief zuivere lignine per jaar, hoewel dit de komende decennia naar verwachting exponentieel zal groeien. Michael Boot: “We verwachten dat de eerste CLO-fabriek op commerciële schaal zal verschijnen in het Middenwesten van de VS, omdat hier het grootste deel van de cellulose-ethanolproductie plaatsvindt. De integratie van deze uitbreidingsmodule in een bestaande productielocatie is niet moeilijk: je kan stoom-, elektriciteits- en andere nutsvoorzieningen delen en gebruik maken van de overtollige warmte die vrijkomt bij de productie van cellulose-ethanol.”

Dieselauto’s zouden in 2030-2040 in een aantal EU-lidstaten verboden kunnen zijn, de invoering van nieuwe elektrische voertuigen op de massamarkt wordt gestimuleerd en er worden verschillende soorten alternatieve brandstoffen voor auto’s ontwikkeld. Komt er in de toekomst een markt voor CLO? Volgens Michael Boot wel: “Benzine en diesel (voor personenauto’s) zijn samen goed voor ongeveer 40% van een vat olie. De rest, met minder dan 10% gereserveerd voor de chemische industrie, gaat naar de zee-, luchtvaart-, langeafstandsdiesel- en elektriciteitsmarkten. Dus ook al is er geen markt voor CLO in de chemische industrie, de markt voor al dan niet fossiele vloeibare brandstoffen zal de komende decennia enorm blijven.”

Vertoro is onlangs genomineerd voor de meest veelbelovende nieuwe Nederlandse technologie van 2018 door het wetenschapsmagazine “KIJK”. Stem online voor je favoriete start-up op de website van KIJK.