De procesgassen van de ene industrie gebruiken als grondstof voor de andere: dat is het basisidee achter Carbon4PUR, een ambitieus Europees project voor de beperking van onze ecologische voetafdruk door CO2 op te vangen en het te hergebruiken als bouwsteen in uitstootbesparende toepassingen zoals woningisolatie. Geert Snellings van de Belgische isolatiespecialist Recticel, een belangrijke Europese polyurethaanfabrikant, vertelde op de Belgian Plastics Day over de doorbraken en uitdagingen van het project.
Carbon4PUR in een oogopslag
Het onderzoeks- en innovatieproject Carbon4PUR werd opgezet om na te gaan of industriële procesgassen (gemengde CO/CO2-stromen) kunnen worden omgezet in tussenproducten voor polyurethaan voor de fabricage van hard schuim/bouwisolatie en coatings. Het projectconsortium telde 14 deelnemers uit 7 Europese landen: 4 industriële partners, 5 universiteiten, 1 onderzoeksorganisatie, 1 sectorvereniging en 2 dienstverleners. Het project draagt een duidelijke Belgische stempel met de betrokkenheid van Recticel, ArcelorMittal en de Universiteit van Gent. Het chemiebedrijf Covestro, met een belangrijke productiesite in de haven van Antwerpen, had de leiding.
Van polyolen naar polyurethaan. Voor een leek lijken de chemische details achter het Europese project Carbon4PUR misschien moeilijk, maar het idee zelf is heel eenvoudig: kunnen we procesgassen uit de staalindustrie omzetten in waardevolle polyurethanen voor de productie van isolatiematerialen en coatings?
Hoe het werkt
Geert Snellings, Innovation Manager bij Recticel, een van de projectpartners, legt uit: “Bij de productie van staal komen tonnen koolstofdioxide in de atmosfeer. Wij vroegen ons af of je die gassen zou kunnen hergebruiken door ze door middel van chemische katalyse in polyurethanen om te zetten. Voor bedrijven als Covestro en Recticel, die polyurethanen gebruiken voor de productie van bouwisolatie, is dat een reuzenstap.”
“Als we onze industrie en onze economie nog meer circulair willen maken, is doorgedreven industriële symbiose de oplossing”
Geert Snellings, Recticel
“We onderzochten of Covestro, een chemiebedrijf en specialist in kunststoffen, de procesgassen van zijn buur, een staalfabriek van ArcelorMittal, kon gebruiken. Met een dergelijke doorgedreven industriële symbiose kunnen we de algemene uitstoot en de behoefte aan ruwe aardolie als grondstof van polyurethaan verlagen. Dit is een oplossing om onze industrie en onze economie meer circulair te maken.”
Alles draait om de chemie
In de gebruikte chemische processen spelen polyolen een cruciale rol. Deze tussenproducten zijn nodig om isolatiemateriaal en coatings van polyurethaan te maken. Meestal zijn het derivaten van ruwe olie. “In dit geval gebruikten we geen aardolie, maar industriële procesgassen. We hebben deze gezuiverd om ze te kunnen gebruiken als een deel van de koolstofbron die nodig is voor de fabricage van polyolen. Die polyolen zijn dan op hun beurt geschikt om polyurethanen te maken.”
De resultaten waren verbluffend. “Tot onze verrassing konden we in de productie van isolatiepanelen 70% van de oorspronkelijke op aardolie gebaseerde polyolen vervangen door een Carbon4PUR-alternatief”, zegt Geert. “Het is een mooi voorbeeld van CCU (Carbon Capture & Utilization): koolstof opvangen en hergebruiken in een toepassing die CO2 bespaart.”
“Dit is een mooi voorbeeld van CCU, Carbon Capture & Utilization, waarbij opgevangen koolstof hergebruikt wordt in een toepassing die CO2 bespaart”
Geert Snellings, Recticel
Na uitvoerige tests stelden Geert en zijn partners vast dat de op semi-industriële schaal met Carbon4PUR-technologie gemaakte isolatieplaten aan de belangrijkste specificaties van de marktreferentie voldoen. “En dat is echt een van de belangrijkste resultaten van dit project. We hebben cruciale eigenschappen getest, zoals de thermische prestatie, de ontvlambaarheid en de dimensionale stabiliteit. Bij het gebruik van dergelijke grote hoeveelheden Carbon4PUR-polyolen blijken de platen iets minder sterk, maar de eindkwaliteit komt zeer dicht in de buurt van de marktreferentie.”
Simultaan teamwerk
Carbon4PUR was een teaminspanning. De partners in het project komen zowel uit de industrie als uit de wetenschappelijke en onderzoekswereld. “De combinatie van industrie en academische wereld werkte heel goed”, vervolgt Geert. “Het was een complex proces en onze tijd was beperkt. Om de algemene ontwikkeling te versnellen, moesten we aan veel stukken van de puzzel tegelijk werken: de samenstelling van het gas uit de staalproductie, de bewerking van het gas, de ontwikkeling van katalysatoren, het procesontwerp en de beoordeling van de hele technologie.”
“14 partners uit 7 Europese landen moesten simultaan samenwerken. Dat was een hele uitdaging.”
Geert Snellings, Recticel
Toch was Geert van bij het begin optimistisch. “Alle projectpartners zijn specialisten in hun domein. Onze vergaderingen waren constructief en elke partner kon gemakkelijk aangeven wat nodig was om te slagen. Zelfs toen we door COVID via videoconferentie moesten vergaderen, verliepen de coördinatie en de communicatie heel vlot.”
Toekomstig gebruik
Hoewel er nog veel onderzoek moet gebeuren, is Geert optimistisch over de toekomst van deze technologie. “Het is een totaal nieuw proces. Koolstofmonoxide wordt nog niet als bouwsteen voor polyolen gebruikt. Elke partner moest technologische uitdagingen overwinnen om naar de volgende stap van het proces te kunnen gaan.”
Het is duidelijk waar Geert met Recticel heen wil. “Als we echt een verschil willen maken in de circulaire economie, moeten we in dit soort duurzame innovatie investeren. Dat gaat van verschillende technieken voor mechanische en chemische recyclage tot het gebruik van koolstofarme grondstoffen, waarvan het project Carbon4PUR een voorbeeld is. Wij worden niet enkel door de EU-reglementeringen aangespoord om energie te besparen en de CO2-uitstoot te beperken. Het is ook onze verantwoordelijkheid als onderneming om te focussen op duurzame innovaties en nieuwe oplossingen voor de circulaire economie.”
Meer weten over het project Carbon4PUR? Lees er hier alles over. Meer over de Belgian Plastics Day op deze pagina.
