De noodzaak tot een natuurlijke plastic vervanger, die ook nog eens goed afbreekbaar is, is hoog. Zo’n biologisch afbreekbaar plastic is afkomstig van organische reststromen en in ontwikkeling in de demo-fabriek op het terrein van HVC in Dordrecht. Paques Biomaterials werkt hieraan in nauwe samenwerking met de waterschappen, duurzame afvalverwerker HVC, kennisinstellingen en kenniscentrum STOWA.
Elk jaar weer gebruiken we samen miljoenen tonnen aan plastic materiaal. Door deze groeiende plastic afvalberg komt er steeds meer plastic in het milieu terecht, in het afvalwater en op ons bord via voedingsgewassen. Microplastics zijn zelfs in ons bloed aangetoond (onderzoek VU, maart 2022). Onderzoek naar een natuurlijke vervanger voor plastic is dus hoognodig.
Dat doen afvalverwerkingsbedrijf HVC, vijf waterschappen, STOWA en Paques Biomaterials met twee demo-installaties. De eerste is gebouwd op het terrein van HVC in Dordrecht, naast de rioolwaterzuiveringsinstallatie van waterschap Hollandse Delta. In de installatie zetten bacteriën de aanwezige vetzuren in afvalwater om in een bacteriemassa waarin de plastic vervanger is opgehoopt.
Een in aanbouw zijnde, tweede proefinstallatie bij Paques Biomaterials in Emmen is bedoeld voor het extractieproces van deze plastic vervanger uit de biomassa. “Verschillende bedrijven mogen de in deze testinstallaties geproduceerde plastic vervanger gebruiken om deze te verwerken en te testen in hun producten. Indien de markt er klaar voor is en er genoeg afzet te realiseren is, is deze proef de opmaat tot de bouw van een full-scale extractiefabriek voor de productie van 6.000 ton plastic vervanger per jaar”, vertelt Dennis Froeling, business ontwikkelaar bij HVC. De plastic vervanger wordt door Paques Biomaterials onder de merknaam Caleyda (van caleidoscoop, een symbolische verwijzing voor een veelzijdig product) op de markt gebracht.
Van afval naar grondstof
Actief slib, de bacteriën die normaal gesproken organische verontreinigingen afbreken in rioolwaterzuiveringsinstallaties, kun je ook inzetten om een natuurlijke plastic vervanger te maken. “Als specifieke bacteriën vetzuren als voeding krijgen, maken zij het materiaal aan als energiereserve in hun cellen. Door extractie van het materiaal uit deze cellen wordt het Caleyda geproduceerd. Dit heeft de vorm van wit poeder en kan direct ingezet worden in producten, of eerst omgezet worden naar in de kunststofindustrie gangbare granules om toe te passen in bestaande productieomgevingen”, legt Froeling uit.
Niet alleen zuiveringsslib uit rwzi’s is geschikt als afvalstroom, maar ook reststromen van een papierproducent of bijvoorbeeld suikerrijk water van een snoepfabriek zijn geschikt. “Als het maar om een organische reststroom gaat, want hier zitten de vetzuren in die we nodig hebben voor de productie van de plastic vervanger.”
Natuurlijk polymeer
Paques Biomaterials is het technologiebedrijf achter de productie van Caleyda. Caleyda bestaat uit PHA polymeren en die zijn volledig natuurlijk afbreekbaar, ook in koude omstandigheden. Het is een sterk polymeer van een hoogwaardige kwaliteit. Bovendien kan dit materiaal als alternatief dienen voor de huidige single use plastics die de industrie en landbouw gebruikt. Op het bedrijventerrein GETEC in Emmen is Paques Biomaterials sinds oktober 2023 begonnen met de bouw van de proefinstallatie voor de extractie van de plastic vervanger uit het materiaal dat in Dordrecht wordt geproduceerd.
In samenwerking met Eekels Technology en Vicoma Consultancy & Engineering heeft Paques Biomaterials het extractieproces ‘vertaald in gangbare technische oplossingen’. Froeling vervolgt: “Het halffabricaat dat in Dordrecht is geproduceerd gaat dus naar Emmen, waar met behulp van een groen oplosmiddel het PHA als poeder uit dit slib geëxtraheerd wordt. Het is een duurzaam proces, want het gebuikte oplosmiddel wordt in een gesloten circuit telkens hergebruikt. De overgebleven, van PHA ontdane, biomassa wordt gedroogd en kan worden ingezet om duurzame energie te produceren. In de toekomst verwachten we meerdere productielocaties in Nederland, bij zowel de zuiveringen van waterschappen als bij industrielocaties.”
Nu is het tijd om voldoende Caleyda te maken en te gaan testen, voordat we kunnen opschalen”
Afbreekbaarheid
De meerwaarde van de demo-fabrieken is dat deelnemende bedrijven de plasticvervanger in hun producten mogen uittesten, om zo producten te verbeteren en te verduurzamen. De geproduceerde Caleyda wordt gegund aan bedrijven die in verschillende sectoren actief zijn, om te zorgen voor een zo breed mogelijke verkenning van mogelijke toepassingen. De afbreekbaarheid van het polymeer maakt het zeer interessant voor specialistische toepassingen waarbij afbreekbaarheid een technische meerwaarde heeft.
Toepassingen
Caleyda is voor veel doeleinden in te zetten als grondstof. Bijvoorbeeld in de landbouw, waar kunstmest wordt gebruikt met een coating van niet-afbreekbaar plastic. Door het gebruik van de coating komt kunstmest langzaam vrij, waardoor de planten de meststof beter opnemen en er minder uitspoeling van waardevolle meststoffen plaatsvindt. De keerzijde van deze toepassing is echter dat de plastic coating achterblijft op de landbouwgrond en daar uiteenvalt in microplastics die het milieu vervuilen. Door een coating van een volledig afbreekbaar materiaal zoals Caleyda te gebruiken, is deze vervuiling verleden tijd. “En er is nog een goede reden voor deze toepassing. In 2026 wordt de coating van kunstmest met niet-afbreekbaar plastic in Europa verboden, dus het streven van de betrokken partijen is om de full scale fabriek dan uiterlijk gereed te hebben”, aldus Froeling.
Daarnaast zijn er nog legio toepassingen waarin Caleyda een duidelijk meerwaarde heeft. Denk hierbij aan mulchfolies die na gebruik in de landbouw worden ondergeploegd, of afbreekbare plant plugs die de horticultuur gebruikt om gewassen op te kweken. Deze gewassen kunnen dan met pot en al worden omgezet in de grond.
In de toekomst zijn er wellicht ook consumententoepassingen denkbaar, bijvoorbeeld in de zolen van sneakers. Dit zou een duurzaam alternatief zijn voor de vele microplastics die in het milieu terechtkomen door de huidige slijtage van schoenzolen.
Risicovolle investeringen maken het project uitdagend, maar ook spannend”
Marktontwikkelingen
“De markt voor Caleyda is op dit moment in ontwikkeling en dat is veelbelovend. De kunststofindustrie, die nu vaak met fossiele plastics uit aardolie werkt, wil eerst voldoende materiaal hebben om de verwerking en het gebruik te testen. Verschillende afnemers testen het product nu en zijn enthousiast over de resultaten.”
Ondanks dat de eerste geteste toepassingen veelbelovend zijn en opschaling in het verschiet ligt, is het geen eenvoudig pad naar commerciële productie. “De benodigde investeringen om Caleyda te produceren zijn fors, en de vetzuren die nodig zijn om de plastic vervanger te maken zou je ook kunnen inzetten om biogas mee te produceren. En juist op dit vlak is er op dit moment nog een ongelijk speelveld tussen de productie van energie enerzijds en de productie van duurzame grondstoffen anderzijds. Om echt een circulaire economie op gang te krijgen, zijn de stimuleringsmaatregelen die er al zijn voor duurzame energie ook nodig voor de circulaire economie. Belangrijke beleidsbeslissingen hierover proberen we daarom ook met het project te voeden, want in de afwegingen moeten alle belangen meegenomen worden.”
Verdieping: Top 3 beste overheidsinnovatie
De bouw van de demo-installaties voor de productie van plasticvervanger Caleyda is tot stand gekomen door een bijdrage van maar liefst 4,5 miljoen euro, opgebracht door 5 deelnemende waterschappen, STOWA, duurzame energie en grondstoffenbedrijf HVC en Paques Biomaterials. Ook zijn er diverse subsidieverstrekkers die het project ondersteunen.
Het zogenoemde PHA2USE project haalde het net niet als beste overheidsinnovatie 2023, maar was wel een goede kanshebber: het project belandde in de top 3. Daarnaast is PHA2USE finalist in de categorie ‘Green transition and sustainability’ van de European Public Sector Awards, georganiseerd door EIPA, het Europese Instituut voor Bestuurskunde. De winnaar wordt in maart van dit jaar bekendgemaakt.
