Van huishoudelijk afval naar butanol en waterstof

In een pilot wordt met behulp van hogedruk en stoom huishoudelijk afval omgezet naar een geschikte grondstof voor de productie van butanol en waterstof. Deze kunnen onder andere dienen als brandstof. 

‘Production of butanol and hydrogen by fermentation techniques using steam treated municipal solid waste (MSWBH)’ getest op pilotschaal. In het project wordt huishoudelijk afval in het Verenigd Koninkrijk gebruikt. Het project moet bijdragen aan de Europese doelstelling dat alle transportbrandstof in 2020 voor tien procent biobased is.

‘Het Verenigd Koninkrijk heeft een nascheidingssysteem voor het verwerken van huishoudelijk afval, hetgeen betekent dat organisch afval niet apart wordt opgehaald’, aldus Pieternel Claassen, senior onderzoeker bij Wageningen Food & Biobased Research en betrokken bij het project. ‘Als we organische restproducten in huishoudelijk afval willen valoriseren, dan moet dit eerst gefractioneerd worden om de plastics, metalen en andere niet-organische componenten te verwijderen. Het behandelen van huishoudelijk afval met hogedruk en stoom resulteert in een koolhydraatrijke stroom. Deze stroom wordt vervolgens bij Wageningen Food & Biobased Research door anaerobe bacteriën gefermenteerd naar butanol en waterstof.’

Voordelen

De micro-organismen die butanol en waterstof produceren zijn anaerobe bacteriën die allerlei verschillende suikers kunnen gebruiken. In het project wordt het gebruik van suikers geoptimaliseerd. Daarnaast wordt het effect van andere componenten op de groei van de bacteriën bepaald.
De technologie die Wageningen Food & Biobased Research ontwikkelt, wordt aan het eind van het project opgeschaald in het pilotlaboratorium bij BDC in York. De complete fermentatie en opwerking tot zuivere butanol en waterstof wordt in Wageningen gerealiseerd.

Het gebruik van de organische fractie uit huishoudelijk afval als grondstof voor brandstoffen of chemicaliën als butanol en waterstof heeft volgens Claassen grote voordelen boven huidige processen. ‘Bio-ethanol, dat voornamelijk wordt geproduceerd uit voedselgewassen als maïs, is momenteel de meest gebruikte biobrandstof. Afgezien van de voedsel-versus-brandstof-discussie, is het voornaamste nadeel hiervan financieel. De grondstoffen en de verwerking ervan bepalen over het algemeen zo’n zeventig procent van de kosten. Door MSW te gebruiken als grondstof voor biobrandstof en chemicaliën worden in ieder geval de grondstofkosten beperkt en in MSWBH wordt naar de goedkoopste oplossing gezocht voor de voorbehandeling.’ Claassen verwacht dat een economisch levensvatbaar productieproces tot de toekomstige mogelijkheden behoort.
Het MSWBH-project begon in april 2016 en heeft een looptijd van drie jaar.