Covestro en Recticel produceren isolatiepanelen uit restgassen van staalindustrie

Foto: Stalen polyurethaan isolatieschuim gemaakt volgens de Carbon4PUR-technologie. 

Covestro en Recticel produceren isolatiepanelen uit restgassen van staalindustrie

Hoe kunnen rookgassen afkomstig uit de industrie nuttig worden ingezet om waardevolle materialen te produceren en tegelijkertijd aardolie uit te sparen? Het onderzoeksconsortium van het project Carbon4PUR vond antwoorden op deze vraag en presenteerde recent zijn eindresultaten na drie en een half jaar onderzoekswerk.

Maar liefst 14 industriële en academische partners uit zeven landen werkten samen in het door de Europese Unie gefinancierde en sectoroverschrijdende project Carbon4PUR (subsidieovereenkomst nr. 768919). Onder hen: Covestro, ArcelorMittal, Recticel en de Universiteiten van Gent en Leiden.

Het consortium, onder leiding van materialenproducent Covestro, onderzocht nieuwe technologieën waarmee hoogovengassen van staalfabrieken omgezet kunnen worden in polyurethaantoepassingen en meer bepaald hoe koolstofmonoxide (CO) en -dioxide (CO₂) uit het hoogovengas van de staalproductie kunnen worden gebruikt als koolstofbron voor polyolen. Het was de Universiteit van Gent die instond voor de zuivering van de restgassen tot een mix van koolstofmonoxide en koolstofdioxide. Polyolen zijn belangrijke tussenproducten voor isolatiematerialen en coatings op basis van polyurethaan. Ze worden meestal gemaakt op basis van ruwe olie.

De conclusie: Zowel ecologisch als economisch werd de nieuwe technologie als gunstig beoordeeld.

"Restgas kan terug in de kringloop worden gebracht en weer efficiënt ingezet worden om er waardevolle materialen mee te maken. De resultaten van het onderzoeksproject kunnen een revolutie teweeg te brengen in industriële productieprocessen. Dit is een geweldige ontdekking en een belangrijke mijlpaal op de weg naar een circulaire economie, waar alternatieve grondstoffen realiteit worden", aldus Markus Steilemann, CEO van Covestro.

Nieuw polyol gemaakt uit restgassen

Een hardschuim isolatiepaneel dat op industriële schaal werd gemaakt door Recticel. 

Een belangrijke verwezenlijking van Carbon4PUR is de identificatie van nieuwe katalysatoren voor de productie van nieuwe polyolen. Met behulp van deze katalysatoren zijn de onderzoekspartners erin geslaagd om op laboschaal polyolen te produceren op basis van van koolmonoxide (CO) uit gasmengsels. In het nieuwe tussenproduct kon 27 procent CO worden ingebonden.

De inzichten die Carbon4PUR heeft opgeleverd, kunnen ook gevolgen hebben voor de door Covestro ontwikkelde CO₂-technologie. Het op basis hiervan ontwikkelde duurzame polyol cardyon^® bevat tot 20 procent koolstofdioxide in plaats van ruwe olie en wordt bijvoorbeeld gebruikt bij de productie van flexibel polyurethaanschuim in matrassen, bindmiddelen voor sportvloeren of elastische vezels. Dankzij Carbon4PUR kan deze technologie uitgebreid worden naar het gebruik van CO- en CO₂-bevattende gasmengsels zoals hoogovengas van de staalproductie

Resultaten vormen de basis voor toekomstig onderzoek en ontwikkeling

Binnen dit onderzoeksproject werd de Carbon4PUR-technologie met succes opgeschaald naar semi-industriële schaal. De eerste voorbeelden van toepassingen werden al aangeleverd door isolatieproducent Recticel (België) en chemieproducent Megara Resins (Griekenland), die op basis van de onderzoeksresultaten hun productontwikkeling verder hebben gevorderd. 

"We hebben aangetoond dat polyolen op basis van de nieuwe Carbon4PUR-technologie met succes kunnen worden verwerkt tot hardschuim isolatiepanelen, met technische specificaties die vergelijkbaar zijn met de marktreferentie," aldus Geert Snellings, Innovation Manager bij Recticel.

Megara Resins is er op zijn beurt in geslaagd de nieuwe polyolen te verwerken in watergedragen polyurethaandispersies voor houtcoatings.

Daarnaast berekende de Universiteit van Leiden de ecologische voetafdruk van het nieuwe proces. “Via een levenscyclusanalyse (LCA) vergeleken ze de totale milieu-impact van polyolen geproduceerd op basis van dit uit rookgas gecapteerde CO met die van polyolen geproduceerd via de conventionele processen en conventioneel gebruik van rookgas.

“Uit ons onderzoek blijkt dat het nieuwe systeem met gebruik van het gerecycleerd restgas gedurende zijn hele levenscyclus een milieu-impact heeft die 10 procent lager ligt”, stelt Jeroen Guinée van de Universiteit Leiden. 

Onderzoeksalliantie kan banen creëren

Liv Adler van Covestro coördineerde het Europees gefinancierde onderzoeksproject.

Carbon4PUR is een uniek voorbeeld van samenwerking tussen partners uit de hele waardeketen. Daarom werd alvast een eventuele toekomstige samenwerking tussen de staal- en chemische industrie geëvalueerd op de locatie Marseille-Fos in Frankrijk. 

Daar bevinden een staalfabriek van ArcelorMittal en een productiefabriek van Covestro zich in de onmiddellijke nabijheid. "Het Europese, sectoroverschrijdende project toont aan dat de industrie enorm veel kan bereiken door samen te werken," zegt Liv Adler, Project Lead Sustainable Raw Materials bij Covestro en coördinator van het Carbon4PUR-project.

"Tegelijkertijd laten projecten als Carbon4PUR zien dat Europese inspanningen voor klimaatbescherming en efficiënt gebruik van grondstoffen banen kunnen creëren en veiligstellen."