Renewi en ArcelorMittal verminderen CO2-uitstoot met houtafval

“Bij de productie van staal komt onvermijdelijk CO en CO₂ vrij, maar we willen onze verantwoordelijkheid nemen.” Aan het woord is Wim Van der Stricht, binnen ArcelorMittal verantwoordelijk voor CO₂- technologie. Het bedrijf is op zijn Gentse site begonnen met de bouw van twee installaties om zijn koolstofuitstoot terug te dringen.

“In de eerste installatie, Torero, gaan we samen met afvalverwerker Renewi afvalhout via torrefactie (zie verder) omzetten in biokolen om fossiele brandstoffen te vervangen. In de tweede installatie, Steelanol, wordt de CO die vrijkomt bij onze staalproductie via fermentatie omgezet in bio-ethanol. Voor beide projecten krijgen we steun van het Europese innovatiefonds Horizon 2020.”

Grote biomassastroom

Materialen en afvalstoffen een tweede leven geven: dat is het uitgangspunt van Torero en tegelijk de bestaansreden van Renewi, zegt Philip Heylen, Director Materials bij Renewi: “Houtafval is een van de grootste biomassastromen van huishoudens en bedrijven. In totaal halen wij jaarlijks zo’n 1 miljoen ton B-houtafval op in de Benelux en Duitsland. Het gaat om hout dat werd behandeld, maar dat niet verontreinigd en dus niet gevaarlijk is, zoals geverfd hout, spaanplaten of MDF-platen. Het grootste deel van dat B-hout wordt momenteel verband in biomassacentrales om warmte en elektriciteit op te wekken. Maar recuperatie van materialen levert meer ecologische en economische voordelen op. Daarom gingen we op zoek naar oplossingen voor materiaalrecyclage.”

Waste-to-product

Heylen: “Vandaag zetten wij al in op de valorisatie van het zogenaamde A/B-hout: een tussenvorm tussen A-hout (onbehandeld houtafval, red.) en B-hout die geschikt is voor materiaalrecyclage. Jaarlijks wordt zo’n 100.000 ton gerecycleerd. Maar er bleef een stroom B-hout over die niet recycleerbaar was. Met Torero hebben we nu ook voor die stroom een waste-to-product-oplossing.”

Torero zal jaarlijks 120.000 ton B-hout verwerken dat niet geschikt is voor recyclage. Dat hout wordt omgezet in ongeveer 50.000 ton biokolen. Het innovatieve project, een samenwerking tussen Renewi, ArcelorMittal, TorrCoal (Nederland), de technische universiteit Chalmers (Zweden) en Joanneum Research (Oostenrijk), heeft volgens Heylen veel potentieel.

Na contact te hebben gelegd op een innovatie-event zijn ArcelorMittal en Renewi organisch naar elkaar toe gegroeid. “ArcelorMittal zocht een partner met inzicht in de waardeketen van hout, die bovendien de nodige volumes houtafval kon aanleveren en een kostenefficiënt model voor de houtverwerking kon ontwerpen. Dat was Renewi.”

"We tonen dat er een duurzame, structurele oplossing mogelijk is voor laagwaardige recyclaten"

Koffiebranden

Het toegepaste procedé in Torero is torrefactie, een bestaande technologie, maar de applicatie, waarbij houtafval wordt verwerkt tot biokolen voor staalproductie, is nieuw. Van der Stricht: “Torrefactie is vergelijkbaar met koffiebranden. Het is een verwarming zonder zuurstof op hoge temperatuur, ongeveer 300°C, waarbij water en onzuiverheden worden verwijderd. Houtvezels worden zo breekbaar genoeg om ze te malen. Een ander gevolg van het procedé is dat het koolstofgehalte toeneemt.”

“Door torrefactie te integreren in een staalbedrijf, treden er heel wat synergieën op. De restwarmte van de sinterfabriek kan gebruikt worden om het hout te drogen of te verwarmen. Bij torrefactie komen ook polluenten vrij; in een torrefactiereactor moet je daarom gaszuiveringsinstallaties voorzien. Wij hoeven die niet meer apart te bouwen, want die gaszuivering is bij ons al aanwezig.”

Een groot pluspunt van Torero is dat de technologie ‘add-on’ is. Het vereist dus geen aanpassing van de oven zelf, legt Van der Stricht uit. “De biokool zal gemengd worden met klassieke poederkool voor gebruik in de hoogoven. In een eerste fase zullen we ongeveer 5 procent vervangen door biokool, goed voor een CO₂-reductie van 250.000 ton. Maar er is nog veel potentieel om dat aandeel op te drijven. Biokool gedraagt zich in de hoogoven kinetisch anders dan fossiele kolen, onder andere door het iets lagere koolstofgehalte. Als we de verhouding optrekken naar 50 procent of zelfs 100 procent, zullen we wel operationele aanpassingen moeten doorvoeren.”

Bio-ethanol

De koolstofarme innovaties van ArcelorMittal stoppen niet bij Torero. Het bedrijf wil ook CO-emissies opvangen uit de rookgassen van de hoogovens en er bio-ethanol van maken. Van der Stricht: “We mikken met Steelanol op een productie van 80 miljoen liter per jaar. Momenteel bedraagt de totale afzetmarkt in Europa 5 miljard liter, dus er is voldoende vraag. Die wordt nog gestimuleerd door het Europese beleid, dat zich toespitst op het bijmengen van bio-ethanol bij benzine. Enkele jaren geleden gingen de mengquota daarvoor omhoog van 5 procent naar 10 procent. Bijna alle bio-ethanol wordt geproduceerd op basis van granen, maïs en suiker en is dus voedselgebaseerd. In een volgende fase wil Europa het percentage biobrandstoffen optrekken naar 14 procent, waarvan 7 procent niet-voedselgebaseerd. Hier komt Steelanol in beeld: de vraag naar ons product zal in de toekomst alleen maar stijgen. De Steelanol-technologie is overigens zeer flexibel. Ethanol is niet noodzakelijk het eindpunt, ook de productie van ethyleen of van andere basisbouwstenen voor kunststoffen behoort tot de mogelijkheden.”

Productstatus

Tijdens de voorbereiding van het project stootten de projectpartners op enkele tekortkomingen in de wetgeving. Heylen: “We voelen ons gesteund door het VLAREMA, dat duidelijk de kaart trekt van recyclage. Maar de wetgeving legt ook heel wat beperkingen op, die het innovatieonderzoek vertragen en verstoren. Ik denk bijvoorbeeld aan de regels voor afvaltransport. De wetgever beschouwt onze houtpellets als afval. Daardoor hebben we voor tests in het buitenland per definitie een exportvergunning nodig, terwijl het ongeveer drie maanden duurt om die te verkrijgen. Nochtans is het houtafval op dat moment al gezuiverd en uitvoerig voorbereid. Het zou beter een productstatus krijgen in plaats van een afvalstatus.”

Van der Stricht: “Je ziet dat we voorlopen op de wetgeving. Er gelden strenge regels voor biobrandstof en bio-ethanol. Om te mogen spreken van ‘bio-ethanol’, moeten de CO₂-emissies bijvoorbeeld 70 procent lager liggen ten opzichte van het standaardproces. Op basis van onze berekeningen zitten we daar ruim onder. We moesten bewijzen dat we aan de voorwaarden voldeden, maar de wetgever had ook niet altijd een antwoord op onze vragen klaar. Zo’n situatie creëert onzekerheid. Je doet een investering zonder te weten of je je bio-ethanol wel zal mogen verkopen of je biokolen wel zal mogen gebruiken.”

“Intersectoriële samenwerking is cruciaal voor de circulaire economie, enkel zo kunnen we grote sprongen voorwaarts maken”

Licentie

De interesse in het innovatieve partnerproject is groot. Van der Stricht: “We worden vaak gevraagd om ons project voor te stellen op conferenties. We bestuderen ook de mogelijkheid om Torero uit te rollen in onze fabrieken in het buitenland. De resultaten van het project zijn openbaar (een vereiste van het subsidieprogramma Horizon 2020, red.). We hopen dat het ook onze concurrenten aanzet tot actie; ze mogen altijd bij ons aankloppen voor een licentie.” Heylen: “Ook in de afvalsector krijgt ons project veel aandacht. We worden regelmatig gecontacteerd, ook door concurrenten. De Europese verwerkingscapaciteit voor laagwaardige recyclaten blijft achter, omdat ze in het verleden werden afgevoerd naar het buitenland. Met Torero bieden we nieuwe perspectieven en bewijzen we dat er een structurele, lokale oplossing is voor deze afvalstroom.”

Circulair partnerschap

Torero en Steelanol zullen eind 2020 parallel opstarten. Na een jaar hopen de partners al een goed beeld te hebben van het potentieel. Van der Stricht: “We kijken ook verder dan de timing van Horizon 2020. ArcelorMittal wil tegen 2050 volledig koolstofneutraal zijn. We zien zeker perspectief in een verdere samenwerking met Renewi. Circulaire partnerschappen tussen sectoren zijn op dit moment misschien nog niet dik gezaaid, maar ze zijn wel nodig om grote sprongen voorwaarts te maken.”

Heylen: “Met de huidige capaciteit en techniek kunnen we het houtafval met de juiste specificaties nog niet fabriceren op industriële schaal. We bekijken daarom, samen met ArcelorMittal, de piste om in een bijkomende fabriek te investeren. Dat zit niet in het Europese traject, maar we vinden het belangrijk om daar al voorbij te kijken. Torero zal in elk geval niet de laatste samenwerking zijn.”