Bio-PP: ruimte voor ontwikkeling

PolyPropyleen (PP) wordt van oudsher gemaakt van fossiele grondstoffen en wordt gebruikt in heel veel toepassingen, waaronder verpakkingen, textiel, elektronica, bouw en automotive.  PP kan ook gemaakt worden van ‘hernieuwbare’ grondstoffen. Hiermee worden grondstoffen bedoeld die afkomstig zijn uit natuurlijke bronnen zoals biomassa van planten en die in relatief korte tijd kunnen worden vernieuwd of kunnen regenereren en niet uitgeput raken. Ook is het mogelijk om de fossiele grondstoffen te vervangen door bijvoorbeeld reststromen uit de papierverwerkende industrie of gebruikte frituurolie.

Serie over biobased
Dit is een serie over biobased kunststoffen naar aanleiding van interviews met bioplastic- en verpakkingsexpert Caroli Buitenhuis van Green Serendipity. We lichten steeds één biobased kunststof uit. Wie nadere vragen heeft, kan terecht in de Bioplastics Hub in Amsterdam, waar je alle materialen kunt zien en voelen – en waar Buitenhuis geïnteresseerden materiaaladvies geeft en kan koppelen aan producenten en verwerkers. Dit alles kostenvrij.

Door: Maartje Henket

Momenteel is er nog geen PP op de markt die bestaat uit 100% natuurlijke grondstoffen (biobased content). Deels biobased PP is al wel beschikbaar en wordt door verschillende bedrijven in Europa aangeboden.

Hoe maak je bio-PP?

De manier die nu gebruikt wordt om (deels) bio-PP te maken, is volgens het ‘mass balance’ systeem. Dit werkt als volgt: in Europa hebben we krakers waar nu olie in gekraakt wordt. Deze krakers kunnen voor een bepaald percentage gevuld worden met hernieuwbare grondstoffen of ‘tweede generatie grondstoffen’. Dit zijn grondstoffen die niet geschikt zijn voor menselijke consumptie. Denk aan biomassa reststromen zoals lignine uit de papierindustrie of aan gebruikte ingezamelde frituurolie. Deze biobased grondstoffen worden dan samen met de virgin fossiele olie gekraakt. Hieruit kan in volgende stappen ethanol gemaakt worden, waar vervolgens eerst ethyleen en dan polypropyleen van gemaakt kan worden. Deze PP wordt dan voor het eerder genoemde percentage als bio-PP verkocht; de rest als conventionele PP. Het systeem werkt met mass balance-certificaten, die aangeven hoeveel procent biobased content is gebruikt.

Eigenschappen van bio-PP

• Eigenschappen van bio-PP zijn identiek aan fossiele PP
• Verwerking kan via dezelfde productie- en verwerkingstechnieken
• Recyclebaar (mechanisch en chemisch) samen met fossiele PP
• Niet afbreekbaar

Het Braziliaanse bedrijf Braskem onderzoekt momenteel of het nog voor 2030 een fabriek in de Verenigde Staten kan starten waar natuurlijke ethanol gewonnen zal worden, waarschijnlijk op basis van de suikers uit mais. Vervolgens kan dat ook worden omgezet in eerst ethyleen en dan polypropyleen. In dat geval is de grondstof 100% biobased en heeft het dezelfde eigenschappen als fossiele PP, maar een lagere CO2 footprint.

Het gebruik van hernieuwbare grondstoffen wordt vaak geprezen vanwege de verminderde CO2 footprint en de verminderde afhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Maar het is belangrijk op te merken dat het duurzaam beheer van hernieuwbare bronnen cruciaal is om ervoor te zorgen dat ze inderdaad duurzaam blijven op de lange termijn. Zorg voor onder andere biodiversiteit, regeneratieve landbouw en duurzaam watergebruik staan hierbij voorop.

Is bio-PP al in grote hoeveelheden leverbaar? Zo ja, bij wie?

Bio-PP op basis van mass balance is al goed verkrijgbaar. Op dit moment wordt nog maar een klein percentage biomassa in de krakers bijgemengd (tussen 1% – 60 %) maar dat kan in de toekomst in principe groeien.

Wie maakt bio-PP?

• Borealis, op basis van mass balance (Bornewables)
• LyondellBasell, op basis van mass balance (CirculenRenew)
• Sabic, op basis van mass balance (Trucircle)
• Braskem onderzoekt of voor 2030 een 100% bio-PP fabriek gestart kan worden

Welke fossiele kunststof kan het vervangen?

Bio-PP kan fossiele PP op identieke wijze vervangen. Het is daarbij wel altijd belangrijk om naar dezelfde grades te kijken.

Vervangt het dit 1 op 1 en Kan het op dezelfde manier verwerkt worden?

Ja. Dit noemt men een ‘drop-in’: je kunt het op identieke wijze verwerken en gebruiken voor dezelfde producten en na afloop op dezelfde wijze samen met fossiele PP recyclen.

Kan je het mengen met niet-bio-PP?

Het mengen van fossiele PP met bio-PP is technisch gezien geen enkel probleem. Het is ook mogelijk om mechanische gerecyclede PP en biobased PP samen te gebruiken. Mechanisch gerecyclede PP verliest vaak mechanische eigenschappen die dan aangevuld kunnen worden door de biobased PP of chemische gerecyclede PP. Op die manier is er dan nog steeds geen virgin fossiele PP nodig.

Waarom zou je dat wel/niet doen?

We streven naar de volledige circulaire economie in 2050, waarbij wordt ingezet op het gebruik van gerecyclede of biobased kunststoffen. Ondanks dat PP mechanisch en chemisch gerecycled kan worden, blijft er een voortdurende behoefte aan nieuwe virgin PP. In de komende jaren zal deze aanvoer in toenemende mate worden aangevuld met PP gebaseerd op biomassa, die uiteraard ook steeds weer gerecycleerd dient te worden.

Welke producten kan je ervan maken?

Bio-PP kan fossiele PP overal vervangen. Het is geschikt voor vele uiteenlopende producten en productietechnieken en wordt op dit moment toegepast in verpakkingen, textiel, elektronica, bouw, automotive en verder.

Is het biodegradable?

Men denkt vaak dat als een plastic gemaakt is van biobased grondstoffen, deze dan ook biodegradable is. Dat is een verkeerde aanname. De grondstof waar het materiaal van gemaakt is, zegt niets over de afvalfase. In dit geval is bio-PP, net als z’n fossiele tegenhanger, niet biodegradable.

Wat zijn dan de end-of-life-opties?

Voor het toewerken naar een geheel circulaire economie is het van belang om alle materialen, dus ook bio-PP, te recycleren daar waar mogelijk. Bio-PP kan gewoon met de fossiele PP mee gerecycleerd worden.

Vormen van recycling die geschikt zijn voor (bio-)PP zijn mechanische recycling en verschillende vormen van chemische recycling, onder andere:

• Pyrolyse: een proces waarbij PP door middel van hoge temperaturen en zonder zuurstof wordt omgezet in olie. De olie kan weer opgewerkt worden voor bijvoorbeeld de productie van PE of PP.
• Solvolyse: een chemisch proces waarbij PP wordt afgebroken door een oplosmiddel. De oplosbare fracties kunnen worden gescheiden en weer opgewerkt worden tot bijvoorbeeld nieuwe PP.
• Gassificatie: een proces waarbij PP wordt omgezet in syngas wat vervolgens kan worden gebruikt als grondstof voor de productie van andere chemicaliën of brandstoffen.

Prijs

Gekeken vanuit duurzaamheid heeft het inzetten van recyclaat altijd de voorkeur boven het inzetten van een virgin materiaal. Dus gerecyclede PP inzetten is een uitstekend idee. Mocht er echter vanwege de benodigde eigenschappen of specificaties alsnog virgin kwaliteit nodig zijn, dan kan er gekeken worden naar chemisch gerecyclede PP of biobased PP.

Zoals ik ook eerder al aangaf, kun je ook kiezen voor een combinatie van deels mechanisch gerecyclede PP, deels chemisch gerecyclede PP en/of deels biobased PP.

Zowel mechanisch- en chemisch gerecyclede PP als bio-PP zijn momenteel nog wel aanzienlijk duurder dan virgin fossiele PP. Sommige bedrijven kiezen er echter al wel voor om op die manier hun CO2 footprint te verlagen. Financiële prikkels en wetgeving zullen in de toekomst de afbouw van virgin fossiel PP stimuleren.

Zijn er ook biobased kleurstoffen?

Voor het kleuren van PP zijn biobased kleurstoffen beschikbaar. De kleurstoffen worden gemaakt van plantenextracten of andere natuurlijke materialen. De beschikbaarheid en het assortiment van biobased kleurstoffen is echter nog wel erg beperkt in vergelijking met de conventionele kleurstoffen. Hier is nog veel ruimte voor innovatie.