Teijin Aramid met BioBTX op weg naar duurzame aramidevezel

Teijin Aramid en BioBTX zijn er in een gezamenlijke pilot in geslaagd de lichte en supersterke aramidevezel volledig uit biobased materiaal te maken. Hiermee is de weg geopend naar een duurzame aramideketen.

Tekst: Igor Znidarsic

Teijin Aramid produceert in Arnhem, Delfzijl en Emmen onder de merknaam Twaron de lichte en supersterke aramidevezel, toegepast in onder meer autobanden en beschermende kleding. BioBTX in Groningen heeft de technologie ontwikkeld om biobased grondstoffen om te zetten in benzeen, tolueen en xyleen (btx), onmisbare chemicaliën voor vele producten. De twee bedrijven zijn in 2018, samen met Syncom (sinds kort Symeres geheten), een onderzoeksorganisatie gespecialiseerd in organische chemie, een pilot gestart om de productie van aramidevezel uit biobased materialen te onderzoeken. Het initiatief past in het doel van Teijin Aramid om verder te verduurzamen. “Dat doen we via drie lijnen”, vertelt CEO Peter ter Horst. “Met hernieuwbare energie de CO2-voetafdruk van onze productieprocessen verkleinen, met klanten circulaire ketens opzetten, en producten maken op basis van hernieuwbare in plaats van fossiele koolstof.”

 

"Voor het proces maakt het niets uit of de basismoleculen een fossiele of biobased oorsprong hebben"

 

In de laatste lijn past de samenwerking met BioBTX, die recent een stukje biobased Twaron-garen heeft opgeleverd. De basisgrondstof was glycerine. “We zaten in een project met biodieselfabrikanten, die als bijproduct glycerine hebben”, verklaart Cor Kamminga de keuze voor deze grondstof. Hij is directeur van de KNN Groep en samen met Ton Vries van Symeres initiator van BioBTX. “En we hebben in een eerder traject een veelheid aan biomassastromen geanalyseerd op potentie om er btx uit te halen, en glycerine bleek een goede kandidaat. Die combinatie van beschikbaarheid en verwerkbaarheid binnen onze techniek was de aanleiding om hiermee te starten.” De pilot werd op laboratoriumschaal uitgevoerd met hulp van Chemport Europe en financiële steun van de provincies Drenthe en Groningen.

Peter ter Horst en Jan Roos met op de voorgrond de biobased Twaron. Foto: Teijin Aramid


Zelfde eigenschappen

“We hebben in dit showcase-project laten zien dat het kan”, zegt Jan Roos, director Energy Transition and Sustainable Development bij Teijin Aramid. “We hebben op kleine schaal een Twaron-draad geproduceerd, zowel uit biobased als uit fossiele grondstof, om een eerlijke vergelijking te kunnen maken, en daar kwam uit dat ze precies dezelfde eigenschappen hebben.” De volgende fase is opschaling, en daarvoor ligt de focus op mixed plastic (zogeheten DKR-350) als basisgrondstof, vanwege de grote beschikbaarheid. “Het is nu een afvalstroom zonder nuttige toepassingen, behalve verbranding”, zegt Kamminga. “Maar uit onze analyses blijkt het zeer geschikt om er aromaten uit te produceren. We hebben er voldoende ervaring mee voor een economisch rendabele casus.” BioBTX is nu in gesprek met een aantal afvalverwerkers. De volgende stap is bewijzen dat we ook geschikte grondstoffen voor Twaron kunnen maken op basis van deze btx .  

Verderop in de keten, in de processen van Teijin Aramid zelf, hoeft er volgens principal scientist Bert Gebben nauwelijks iets te veranderen. “De biobased grondstof kan in onze bestaande installaties als een drop in replacement worden toegepast, want voor het proces maakt het niets uit of de basismoleculen een fossiele of biobased oorsprong hebben. Het blijven dezelfde moleculen.”

Het voortraject, het begin van de waardeketen buiten Teijin Aramid, is wel nieuw. “Daar moeten we een heel nieuwe supplychain opzetten. De olie-industrie heeft zich in 100 jaar ontwikkeld tot een zeer geavanceerde industrie die op grote schaal efficiënt kan produceren. De biobased route staat nog aan het begin van de ontwikkeling. De technieken zijn er, de uitdaging zit vooral in het opschalen van het voortraject waar wij de grondstof van betrekken. Op dat punt zitten we nu.”

 

"We hebben in dit showcase-project laten zien dat het kan en een biobased Twaron-draad geproduceerd"

 

Volhardend doorgaan

Die opschaling moet komen van onder andere BioBTX. Er staat een fabriek gepland op Chemiepark Delfzijl, die btx gaat produceren op basis van een input aan mixed plastics van 48 kiloton per jaar en volgens Kamminga in 2024 operationeel zou moeten zijn. “We zijn nu de strategische partners en andere financiers erbij aan het betrekken om het financieel mogelijk te maken.” Ook zijn er gesprekken gaande over de vergunningen.

Een externe partij (“we willen niet ons eigen vlees keuren”, aldus Kamminga) heeft de berekeningen gemaakt over de economische haalbaarheid. “We zijn gezien de uitkomsten ervan overtuigd dat het haalbaar is, zelfs met de corona-olieprijzen, en zeker als de olieprijs weer wat gaat stijgen. Dat geeft ons voldoende optimisme richting investeerders.”

Dat het traject van lab naar commerciële productie lang is, wordt met dit project maar weer eens bewezen. BioBTX bestaat al sinds 2012. “Het kost doorzettingsvermogen en tijd”, zegt Kamminga. “En er is maar één manier: volhardend doorgaan.”

 

Productie van (standaard) Twaron in Emmen. Foto: Teijin Aramid


 


Customer Benefit Model

Het grote duurzaamheidsvoordeel van de producten van Teijin Aramid ligt vooral aan het einde van de keten, bij het gebruik. Om dat voordeel te meten heeft Teijin het Customer Benefits Model (CBM) ontwikkeld, dat extern getoetst is door Tüv en in lijn is met ISO-normen. “Het CBM maakt zowel een financiële als een duurzame analyse”, legt Jan Roos, director Energy Transition and Sustainable Development, uit. “In tegenstelling tot een LCA kijken wij niet naar een kilo product maar naar de functie. Neem bijvoorbeeld een transportband. Als je die maakt van rubber versterkt met staalkoord en je vervangt het staal door Twaron, hoeveel kilo staal versus kilo Twaron heb je dan nodig? En hoeveel langer wordt de levensduur van de band? En hoeveel minder energie is er nodig om de transportband aan te drijven? Al die facetten worden bij het CBM meegenomen.” De transportband blijkt in het gebruik vanwege het lichtere en sterkere materiaal een langere levensduur te hebben en er is tijdens het gebruik minder energie nodig voor de aandrijving, wat een groot duurzaamheidsvoordeel én financieel voordeel oplevert. “Dat voordeel zit dus niet bij onze directe klanten, maar bij de eindgebruiker. De autoband met Twaron is ook zo’n voorbeeld. Niet zozeer de producent, maar de autorijder profiteert daarvan, financieel vanwege het lagere benzineverbruik en qua duurzaamheid door een lagere CO2-uitstoot. We gebruiken dit model daarom vooral in gesprekken met partijen aan het einde van de waardeketen.”
 


Teijin Aramid

Teijin Aramid, de Nederlandse dochteronderneming van het Japanse Teijin, heeft in Nederland vier vestigingen: een hoofdkantoor in Arnhem, een productielocatie in Delfzijl, waar een halffabricaat wordt geproduceerd, en productielocaties in Arnhem en Emmen, die het halffabricaat verder verwerken tot product. Het bedrijf is met bijna 50 procent marktaandeel marktleider in para-aramidevezels, onder de merknamen Twaron en Technora. De vezel heeft een vijf tot acht maal hogere treksterkte dan staalkoord en is vele malen lichter en hoog temperatuurbestendig. Twaron wordt onder meer toegepast in kogelvrije vesten, brandwerende kleding, high performance kabels, autobanden, luchtvrachtcontainers en transportbanden.


BioBTX

Het in 2012 opgerichte BioBTX produceert met de ICCP-technologie (Integrated Cascade Catalytic Pyrolysis) biobased btx, een afkorting van de moleculen benzeen, tolueen en xyleen. Deze zogeheten aromaten zijn hoogwaardige chemische bouwstenen die doorgaans gemaakt worden uit fossiele grondstoffen en onmisbaar zijn voor de productie van onder meer kunststoffen. Van start-up op de Campus Groningen is BioBTX inmiddels uitgegroeid tot een scale-up met een pilot-plant bij de Zernike Advance Processing-faciliteit op de Zernike Campus.